Kategóriák Űr

Mégsem tűnik lehetetlen feladatnak információt kinyerni egy feketelyukból

A fizikusok egy 7 kvantumbites kvantumszámítógép segítségével készítettek szimulációt arról, hogy az információ hogyan “oszlana szét” egy fekete lyuk belsejében. A kutatás arra igyekszik alapot biztosítani, hogy a jövőben lehetőség legyen arra, hogy a rejtélyes fekete lyukak belsejét összefonódott kvantumbitekkel vizsgálják.

Az elméletek szerint amikor anyag kerül egy fekete lyukba, annak információtartalma – összetételével, energiájával és lendületével – kaotikusan összekeveredik a többi korábban elnyelt anyaggal, ami látszólag ellehetetleníti az információgyűjtést.

Ez vezet az úgynevezett “információs paradoxonhoz”, mivel a kvantummechanika szerint információ soha nem veszhet el – még ha el is tűnik egy fekete lyukban.

Ennek ellenére sok fizikus gondolja úgy, hogy a fekete lyuk eseményhorizontján áthaladó információ végleg elvész, míg mások szerint az információ visszanyerhető, csak rendkívül hosszú idő alatt, amíg a fekete lyuk mérete majdnem a felére csökken. A fekete lyukak mérete a Stephen Hawkingról elnevezett Hawking-sugárzás miatt csökken, ami kvantummechanikai fluktuációt okoz a fekete lyukak szélén.

Azonban egy Napnak megfelelő tömegű fekete lyuk teljes eltűnése több időbe telne, mint az Univerzum létrejötte óta telt el. Elméletileg azonban létezhet egy módszer, amivel az információt lényegesen gyorsabban ki lehet nyerni; mégpedig a fekete lyuk és az általa kibocsátott Hawking-sugárzás közötti összefonódás vizsgálatával.

Két bit összefonódása során a kvantumállapotaik olyan közel kerülnek egymáshoz, hogy az egyik állapot ismeretében egyértelműen meghatározható a másik állapota is. Ezzel a különleges jelenséggel már Einstein is foglalkozott, és az összefonódással közölt információ “teleportációval” utazik.

A kutatók szerint ezáltal a fekete lyukba kerülő információ a lyukat elhagyó fotonok felhasználásával kinyerhető lehet. A kvantummechanika terén eddig gyűjtött ismereteink szerint ez rendkívül nehéz feladat lesz – viszont nem lehetetlen. A kutatók ezért egy lényegesen leegyszerűsített rendszerben – 3 kvantumbites “fekete lyukkal”, egy 7 kvantumbites kvantumszámítógéppel – vizsgálták.

Elméletileg amennyiben összefonódott kvantum biteket küldenek egy fekete lyukba, akkor a Hawking-sugárzás révén meg lehet állapítani a bitek állapotát – ezzel betekintést nyerve az ismeretlenbe.

A kvantum káosztermészetével is foglalkozó kutatók szerint annál nagyobb az esélye, hogy információt nyerjenek ki egy fekete lyukból, minél gyorsabban és szélesebb körben oszlik el a szándékosan a fekete lyukba juttatott információ. Ezt az elméletet még tavaly publikálta a kutatócsapat, viszont azóta kidolgoztak egy kísérletet, melynek révén egy kvantum számítógép segítségével igazolni is tudják a működését.

A kísérlet kivitelezésére a csapat a Maryland Egyetem kvantuminformáció kutatással foglalkozó csapatát kérte fel, akik már korábban is végeztek hasonló kísérleteket. A vizsgálathoz egy 3 kvantumbites “szétszórt” áramkört és egy hét kvantumbites kvantumszámítógépet használtak, amivel sikerült kizárni, hogy mérési eredményeik pusztán a környezet zajszintjéből eredtek volna. Ezzel nagy pontossággal igazolták, hogy az információk kinyerése lehetséges.

A fekete lyukakon túl a kutatók szerint módszerük a kvantum számítógépek teljesítményének felmérésére is felhasználható lehet.

Forrás: nature.com

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Egy újonnan felfedezett fehérje okozza az edzés pozitív hatásait

Mindegy, hogy egy sétáról vagy egy edzőtermi gyakorlatról van szó, a mozgás jót a testünknek. De lehetséges-e ezeket az előnyöket…

2020-01-19

7 milliárd éves csillagport találtak egy meteoritben

A csillagok élete akkor kezdődik, amikor az űrben szálló por és gáz nagy mennyiségben felhalmozódik és egymásba esik - ezzel…

2020-01-15

Vasat havazik a Föld magja

A Föld magja rendkívül meleg és hatalmas nyomásnak van kitéve, amíg egy új kutatás szerint magjának külső részéből vas pelyhek…

2020-01-10

170 ezer éve már növényeket főztünk

A dél-afrikai Lebambo Hegység barlangjaiban élő emberek már 170 ezer évvel ezelőtt keményítőben gazdag növényekből főztek ételeket. A Witwatersrand Egyetem…

2020-01-10

Készülődik az ősi élet után kutató Mars 2020 küldetés

A NASA Mars 2020 roverje nem csak az ősi élet nyomai után kutat majd, hanem az emberi küldetésekhez is adatok…

2020-01-06

Védi a szív- és érrendszert a chili fogyasztás

A chili paprika jótékony hatásait már több mint egy évszázada dicsérik. Most viszont olasz kutatók felfedezték, hogy azoknál akik rendszeresen…

2019-12-24

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom