Експерименти фізиків довели існування четверного просторового виміру

Ми живемо в тривимірній Всесвіту з трьома просторовими вимірами і одним додатковим у вигляді часу. Однак експерименти двох груп вчених показали, що наявність четвертого просторового виміру дійсно можливо і воно не обмежується простими напрямками вгору і вниз, вліво і вправо, а також вперед і назад.

Слід відразу взяти до уваги, що подібні висновки суперечать відомим законам фізики, були засновані на дуже складних обчисленнях, частково теоретичних експериментах з використанням законів квантової механіки.

Зіставивши результати спостереження за двома спеціально створеними двовимірними середовищами, дві незалежні команди учених з Європи і США змогли виявити шлях у четвертий просторовий вимір, згенерувавши так званий квантовий ефект Холла — феномен провідності двовимірного газу при низьких температур у сильних магнітних полях.

«Фізично у нас немає 4-вимірного простору, але ми можемо домогтися 4-вимірного квантового ефекту Холла за допомогою низкоразмерной системи, оскільки высокоразмерная система закодована в її складній структурі», — говорить Макаел Рехтсман, професор Університету штату Пенсільванія.

«Можливо, нам вдасться придумати нову фізику в більш високому вимірі, а потім створити пристрої, що володіють цією перевагою у більш низьких вимірах».

Іншими словами, тривимірні об’єкти відкидають пласкі тіні, по яких можна здогадатися про форму цих об’єктів. Спостерігаючи ж за деякими реальними фізичними тривимірними системами, ми можемо дещо зрозуміти про їх чотиривимірний природі, так як, на думку фізиків, тривимірні об’єкти можуть представляти собою тіні чотиривимірних об’єктів, що виявляються в більш низьких вимірах. Все це може призвести до деяких нових фундаментальних відкриттів у науці.

Завдяки дуже складних обчислень, за які в 2016 була видана Нобелівська премія, ми тепер знаємо, що квантовий ефект Холла вказує на існування четвертого виміру в просторі. Новітні ж експерименти двох команд фізиків, опубліковані в журналі Nature, дають нам приклад ефектів, які це четвертий вимір може мати.

Європейська команда вчених охолодила атоми до температури, близької до абсолютного нуля, і з допомогою лазерів помістила їх в двомірну сітку. Застосувавши квантовий «нагнітальний насос» для порушення спійманих атомів, фізики помітили невеликі варіації в русі, які відповідають проявам чотиривимірного квантового ефекту Холла, що вказує на можливість доступу до цього четвертого виміру.

Американська команда фізиків також використовувала лазери, але для управління світлом, що проходить через скляний блок. Імітуючи ефект електричного поля на заряджених частинках, вчені також змогли спостерігати наслідки чотиривимірного квантового ефекту Холла.

За словами вчених, обидва експерименту відмінно доповнюють один одного.

Звичайно ж, фізичного доступу до цього четырехмерному світу у нас немає (так як ми затиснуті в тривимірному просторі), проте вчені вважають, що за допомогою квантової механіки ми зможемо більше дізнатися про чотиривимірному просторі і розширити наші обмежені знання про Всесвіт.

Для наочності радимо подивитися відео нижче. У ньому показано, як персонаж з двомірного платформера несподівано потрапляє в тривимірний світ. Згідно нашої перспективі, нам буде здаватися, що ми як і раніше перебуваємо в двомірному світі, але по мірі нашого пересування в ньому ми будемо бачити якісь викривлення простору, так як тривимірний світ буде накладатися на двомірну площину. Аналогічні спотворення були побачені вченими в описаних експериментах. Вони-то і вказали на існування чотиривимірного простору, яке ми не можемо бачити фізично, але ефекти якого накладаються на нашу тривимірну площину.

Незважаючи на те, що фізично ми не можемо потрапити в чотиривимірний простір, ми одержали доказ його існування і більш чітку картину того, як воно працює. Вчені ж, у свою чергу, хочуть використати результати цих спостережень для більш детального аналізу. Хто знає, можливо, в ході подальшої роботи вони зможуть здійснити і інші відкриття.

Добавить комментарий