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Physiker Lisa Randall und Juan Maldacena entmystifizieren das Universum

Die Physiker Lisa Randall und Juan Maldacena sind an der Spitze des Verständnisses unseres Universums.

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Können Sie erraten, wer diese attraktiven Leute auf dem Bild oben sind? Ein paar Vermutungen: ehemalige Models? Nein. Titanen der Industrie? Raten Sie noch einmal.

Wenn Sie zwei der angesehensten Physiker unserer Zeit erraten haben, die auf dem neuesten Stand des Verständnisses unseres Universums sind, haben Sie Recht.

TreffenLisa Randall und Juan Maldacena. Randall ist Frank B. Baird, Jr. Professor of Science an der Physik-Fakultät der Harvard University. Dort erforscht sie die Elementarteilchen, aus denen unser Universum besteht, die fundamentalen Kräfte, denen sie unterliegen, Dimensionen der Raumzeit, das Standardmodell, Supersymmetrie und dunkle Materie.

Lisa Randall wurde in Queens, New York geboren, besuchte die renommierte Stuyvesant High School, im Alter von 18 Jahren gewann sie den ersten Platz bei der Westinghouse Science Talent Search 1980 und promovierte von Harvard-Universität. Randall ist am bekanntesten für die Randall-Sundrum-Theorie, veröffentlicht im Jahr 1999 und zusammen mit geschriebenRaman-Sundrum von der University of Maryland.

Die Theorie besagt, dass unser dreidimensionales Universum in einer Umgebung schwebt Megaversum mit vier räumlichen Dimensionen. Jedes Inseluniversum könnte unterschiedliche physikalische Gesetze haben, und jedes wäre nicht in der Lage, die Anwesenheit des anderen zu spüren, mit einer bemerkenswerten Ausnahme - dem schwachen Zug der Schwerkraft.

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Die Gravitationskraft ist um Größenordnungen schwächer als die drei anderen Kräfte unseres Universums – die starke Kraft, die schwache Kraft und die elektromagnetische Kraft.

String-Theorie.m-brane", jedoch Träger der Schwerkraft, Gravitonen sind nicht stecken geblieben und können sich in den Universen vermischen.

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Das bringt uns zu Juan Maldacena. Maldacena ist Carl-P.-Feinberg-Professor für Theoretische Physik an der School of Natural Sciences des Institute for Advanced Study. Geboren in Argentinien, promovierte Maldacena bei Princeton University.

Wo diese beiden übernatürlich gesegneten Menschen, Randall und Maldacena, zusammenkommen, ist die Raumzeit.

Das ist wo Maldacenas holographisches Prinzip herrscht vor.

In ihm verbiegt und verdreht sich die Raumzeit, wodurch die Schwerkraft erzeugt wird, und sie "abbildet" sich auf ein Netzwerk von Quantenteilchen, die auf einer schwerkraftfreien Oberfläche leben. Das innere "Universum" Projektevon der unterdimensionalen Grenze, genau wie das Hologramm auf Ihrer Kreditkarte.

Anti-de-Sitter AdS-Platz. Quelle: NASA/Wikimedia Commons

Dieses Hologramm liefert ein Beispiel für die Quantentheorie der Gravitation.

Das Universum wird beschrieben als Anti-de-Sitter AdS-Platz das ist negativ gekrümmt, wie ein Sattel. Je weiter man sich von der Mitte des Sattels entfernt, desto mehr Kurven neigen zur Vertikalen, was dem AdS-Raum seine äußere Grenze gibt – eine Oberfläche, auf der Quantenteilchen interagieren, um das holographische Universum im Inneren zu schaffen.

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Negativ gekrümmter AdS-Bereich. Quelle: YouTube

Maldacena entdeckte die sogenannte AdS/CFT-Korrespondenz 1997 und erst im letzten Jahr haben drei Physiker Fortschritte in Richtung eines Hologramms des de Sitter-Raums gemacht.

Xi Dong von der University of California, Santa Barbara, beschrieb das neue Modell als Teil von "einem einheitlichen Rahmen für die Quantengravitation in de Sitter [Raum]."

Dong, zusammen mit Co-AutorenEva Silverstein von der Stanford University University und Gonzalo Torroba vom Bariloche Atomic Center in Argentinien konstruierte ein Hologramm des dS-Raums, indem zwei AdS-Universen genommen, geschnitten, manipuliert und ihre Grenzen zusammengeklebt wurden.

Dong und seine Co-Autoren haben den AdS-Raum endlich gemacht, indem sie die Raum-Zeit-Region in einem großen Radius abgeschnitten haben, wodurch eine sogenannte "Randall-Sundrum-Kehle" entstand.

Platz wird noch erstellt von eine konforme Feldtheorie das auf seiner Grenze lebt, aber diese Grenze ist nur eine endliche Entfernung entfernt.

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Durch Hinzufügen von Dingen aus der Stringtheorie verwandelten sich die sattelförmigen AdS-Räume in schalenförmige dS-Räume, und die Physiker "klebten" die beiden Schalen dann mathematisch zusammen, um eine Kugel zu bilden, wobei beide Hemisphären ein einziges Quantensystem bilden, das istholographisch dual zum sphärischen DeSitter-Raum Diese Konstruktion heißt eine "dS/dS-Korrespondenz."

In den letzten Jahren haben Physiker entdeckt, dass die AdS/CFT-Korrespondenz dazu dient, Informationen sicher in dem zu kodieren, was ein nervöses Quantensystem, und diese Quantenfehlerkorrektur könnte dazu führen, dass unsere Raumzeit und damit auch wir existieren, obwohl sie aus unzuverlässigen Quantenteilchen geschaffen wurde.

OhneMaldacenas holographisches Prinzip, die beschreibt, wie unser Universum entstanden ist, und ohne Randalls Randall-Sundrum-Theorie, was beschreibt, warum die Schwerkraft in unserem Universum so viel schwächer ist, unser Verständnis dieses Universums wäre unvollständig.

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Also, wenn du das nächste Mal eine Tasse Kaffee trinkst, eine Pommes frites isst oder irgendetwas in der Raum-Zeit, in der wir leben, tust, kannst du Lisa Randall und Juan Maldacena ein Dankeschön sagen. Und ja, das tun sie wirklichsehen aus wie Modelle.

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