「すべての理論」のアイデアは魅力的です。つまり、それをすべて説明できるということです。しかし今、インペリアルカレッジロンドンの科学者が率いる研究チームは、そのストリング理論も絡み合った量子粒子の振る舞いを予測しているようであることを予期せず発見しました。この予測は実験室でテストできるので、研究者たちはストリング理論をテストできるようになったと述べています。
「実験が量子エンタングルメントに関する私たちの予測が正しいことを証明する場合、これは、絡み合った量子システムの振る舞いを予測するためにストリング理論が「機能する」ことを実証します」と研究の筆頭著者であるマイク・ダフ教授は述べた。
ひも理論は、もともと私たちの宇宙を構成する基本的な粒子と力を説明するために開発され、非常に大きな粒子物理学の理解と私たちが粒子物理学から信じられないほど小さいことについて私たちが知っていることを調和させることを可能にする物理学者の間でお気に入りの候補です。宇宙論に関する私たちの研究。もつれた量子粒子がどのように動作するかを予測するために理論を使用することは、実験によってストリング理論をテストする最初の機会を提供します。
しかし、少なくとも今のところ、科学者は、ストリング理論が実際に機能する場合でも、実際にすべてを説明する方法であることを確認することはできません。
「これは、弦理論が宇宙学者や素粒子物理学者によって求められている正しい「すべての理論」であるという証拠にはなりません」とダフは言った。 「しかし、理論が予期せぬ無関係な物理学の分野にある場合でも、ストリング理論が機能するかどうかを実証するため、理論家にとって非常に重要です。」
ストリング理論は重力の理論であり、一般相対性理論の拡張であり、ストリングとブレーンの古典的な解釈は、それらが量子力学的振動、拡張荷電ブラックホールであるというものです。理論は、原子内の電子とクォークが0ではないと仮定しています。次元オブジェクトですが、1次元の文字列です。これらの弦は動き、振動し、観測された粒子にフレーバー、電荷、質量、スピンを与えます。ストリングは、Dブレーンと呼ばれるサーフェスに遭遇しない限り、閉じたループを形成します。Dブレーンでは、1次元の線に開くことができます。ストリングの端点はD-braneを壊すことはできませんが、D-braneの上をスライドできます。
ダフ氏はタスマニアでの会議に参加しており、そこで同僚が量子のもつれを説明する数式を発表したとき、何かに気づいたと述べた。 「彼の式は、ブラックホールを記述するためにストリング理論を使用しているときに、数年前に開発したものと似ていると突然認識しました。私が英国に戻ったとき、私はノートブックをチェックし、これらの非常に異なる領域からの数学が実際に同一であることを確認しました。」
ダフと彼の同僚は、3つのキュービット間のもつれのパターンの数学的記述が、特定のクラスのブラックホールの数学的記述（ストリング理論）に似ていることを認識しました。したがって、宇宙で最も奇妙な2つの現象、ブラックホールと量子エンタングルメントの知識を組み合わせることにより、テスト可能な予測を生成するためにストリング理論を使用できることに気付きました。彼らは、ブラックホールを説明する文字列理論の数学を使用して、4つのキュービットが互いに絡み合ったときに発生する絡み合いのパターンを予測しました。 （この問題に対する答えは以前に計算されていません。）技術的には困難ですが、4つの絡み合ったキュービット間の絡み合いのパターンを実験室で測定し、この予測の精度をテストすることができます。
ひも理論が量子もつれに関する予測を行うように見えるという発見は完全に予想外ですが、量子もつれは研究室で測定できるため、研究者がひいてはひも理論に基づいて予測をテストできる方法があることを意味します。
しかし、ダフ氏は、宇宙の基本的な仕組みを説明するために開発されている理論が、絡み合った量子システムの振る舞いを予測するのに役立つ理由を説明する明確な関連性はないと述べた。 「これは私たちが住んでいる世界について非常に深い何かを私たちに話しているかもしれません、またはそれは奇抜な偶然にすぎないかもしれません」とダフは言った。 「どちらにしても、それは役に立ちます。」
出典：インペリアルカレッジロンドン
