Bir kara deliğin içinde saklanan bir kulak misafiri, dışındaki kuantum nesneleri hakkında bilgi edinebilir, bu da kara deliklerin olay ufuklarının yakınındaki kuantum durumlarını ne kadar etkili bir şekilde yok ettiğini ortaya koyan bir bulgu
Bir kara deliğin içinde saklanan bir gözlemci, onun dışındaki kuantum nesnelerine kulak misafiri olabilir
Kuantum dinleme, en geçirimsiz kozmik sınırlardan biri olan bir kara deliğin olay ufkunda – en azından bir yönde.
Illinois, Chicago Üniversitesi’ndeki Daine Danielson, uzay-zamanın yapısının, gerçekliğimizin dokusunun kuantum nesnelerini nasıl etkilediğini bilmek istedi. Bu, onu ve meslektaşlarını, iki kişinin, Alice ve Bob’un uzay-zamanın en aşırı nesnelerinden biriyle ayrıldığı bir düşünce deneyine götürdü.
Alice, kuantum bir nesneye sahiptir ve sıradan devletlerinden ikisini sadece kuantum aleminde var olabilecek bir şekilde birleştiren bir “süperpozisyon” e koyar. Bob, Alice’in nesnesi hakkında gizlice bilgi almak istiyor. “Yakalamak istemiyor, ama zeki ve bir kara deliğin içinde saklanabileceğini fark ediyor” diyor Danielson. Fizikçiler bilginin kara delikten kaçamayacağını kabul ediyorlar, ancak Danielson ve ekibi Bob’un hala bir şekilde hedefine ulaşıp ulaşamayacağını bilmek istediler. Kuantum bilgi teorisine dönerek matematiksel olarak titiz bir “evet” e geldiler.
Kuantum süperpozisyonları kırılgandır, bu nedenle çevreden küçük rahatsızlıklar veya Bob gibi hain ajanların ölçümleri gibi dış etkiler, süperpozisyondan tek, karıştırılmamış bir duruma geçmelerini sağlayabilir. Bu sürece ayrışma denir.
Araştırmacılar, Bob’un kara deliğin içinden elde edebileceği bilgilerin, Alice’in dışarıda nesnesinde gözlemleyeceği dekolans derecesine tam olarak uyduğunu matematiksel olarak kanıtladılar. Danielson çalışmayı 17 Mart’ta Kaliforniya’daki Amerikan Fizik Derneği Küresel Fizik Zirvesi’nde sundu.
Hesaplamaları, Bob Alice’in nesnesinin kuantum durumunu bozduğunda, Alice’e her zaman fizik tarafından izin verilen kadar fazla bilgi çıkarıyormuş gibi bakacağını gösterdi. Danielson bunun bize kara delikler hakkında iki şey anlattığını söylüyor. Çarpıcı bir şekilde, her kara deliğin çevresindeki süperpozisyonları dekore etmesi gerektiği anlamına gelir. Bunun nedeni, Alice’in gördüğü dekroheransın Bob’un gizlice dinlenmesinden kaynaklandığını söyleyebilirse, o zaman kara deliğin içi hakkında kesin bir şey öğrenecekti, bu da her zaman en iyi yerçekimi teorilerimize göre gizli kalmalıdır. Ayrıca, kara deliklerin mümkün olduğunca fazla bilgi çıkararak etraflarında kuantum durumlarını çökertmesi gerektiğini söylüyor.
Tennessee’deki Vanderbilt Üniversitesi’nden Alex Lupsacca, araştırmacıların kara deliklerin aşırı kozmik davranışların şampiyonu olduğunu zaten biliyorlar, ancak yeni çalışma “yaptıkları her şeyde en iyi oldukları başka bir yola işaret ediyor: Kara delikler, güçlü yerçekimleriyle kuantum süperpozisyonlarını yok edebiliyor ve bunu mümkün olan en hızlı şekilde yapıyorlar”.
Ekip ayrıca bu sürecin, kara deliklerin etrafında uzayda her yerde son derece düşük enerjili parçacıkların var olmasını gerektirdiğini öne sürüyor. Lupsasca, bu parçacıkların incelenmesinin kuantum yerçekimi teorisini formüle etme çabalarının bir parçası olması gerektiğini söylüyor – kuantum teorisinin ve Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin her şeyin bir teorisine doğru birleşimi.
Arizona Üniversitesi’nden Sam Gralla, “Kara delikler kuantum yerçekimi ile ilgili büyük açık sorularda bu kadar önemli bir rol oynadığından, kuantum etkilerinin sıradan cisimlerden nasıl farklı olduğunu net bir şekilde anlamak önemlidir” diyor. Kuantum yerçekimi için aday teorilerinin araştırmacıların hesaplamalarına karşı test edilebileceğini ve kıyaslanabileceğini söylüyor.
Danielson için yeni çalışma, uzay-zamanın yapısını kuantum bilgilerinin akışına bağlamak için bir adımdır. Örneğin, Bob bir kara delik yerine sıradan maddeden yapılmış küresel bir kabuğun içine saklanırsa, Alice ile Alice arasındaki bilgi akışı farklı olacaktır. Bu, uzay-zaman yapısının temel olmadığı anlamına gelebilir, ancak kuantum bilgisinin nasıl değiştirilebileceğini yöneten yasaların bir sonucudur. Danielson, “Bunun bize uzay ve zamanın bilgi teorik ilkelerinden çıkma biçimleri hakkında bir fikir verebileceği umudu var” diyor Danielson.
