Схематическое изображение запутанных частиц с противоположными зарядами, соединённых квантовой червоточиной, с утечкой электрического поля от электрона.
Схематическое изображение запутанных частиц с противоположными зарядами, соединённых квантовой червоточиной, с утечкой электрического поля от электрона.

Отсутствие эффекта в водороде даёт немного общего контекста коллеге, следящему за поиском квантовой гравитации.

Эксперименты с водородом ставят под сомнение квантовые червоточины Ход истории и ключевые факты

Гипотеза ER = EPR, предложенная в 2013 году физиками Хуаном Мальдасеной и Леонардом Сасскиндом, предполагает, что квантовая запутанность и червоточины — это разные проявления одного явления. Эта идея может стать ключом к теории квантовой гравитации, но до сих пор не имеет прямых экспериментальных подтверждений. Исследователи из Университета Нью-Брансуика предложили способ проверить её через атом водорода — одну из самых точно изученных систем в физике.

В рамках гипотезы ER = EPR, если между протоном и электроном в атоме водорода существует квантовая червоточина, часть электрического поля электрона должна «утекать» в неё, что приведёт к ослаблению его эффективного заряда. Это, в свою очередь, должно было бы изменить сверхтонкую структуру атома и нарушить его электрическую нейтральность — эффекты, доступные для измерения с высокой точностью.

Однако экспериментальные данные не показали ни одного из этих эффектов. Это накладывает строгие ограничения на возможную силу взаимосвязи между запутанностью и червоточинами: если она существует, её масштаб должен быть как минимум в миллион раз меньше ожидаемого. Исследование не опровергает гипотезу полностью, но делает её значительно менее вероятной в текущей форме.

Учёные отмечают, что более тяжёлые атомы, такие как цезий и рубидий, могут дать ещё более точные ограничения. Будущие эксперименты, адаптированные для изучения электрических взаимодействий, могут либо окончательно исключить гипотезу, либо, в случае обнаружения эффекта, подтвердить существование квантовой гравитации, объединяющей квантовую механику и геометрию пространства-времени.

Факты

  • Гипотеза ER = EPR, предложенная в 2013 году, связывает квантовую запутанность с червоточинами.
  • Исследование 2026 года показало, что эффекты, предсказанные гипотезой, не наблюдаются в атоме водорода.
  • Отсутствие утечки электрического поля и сохранение нейтральности атома накладывают жёсткие ограничения на гипотезу.
  • Если связь ER = EPR существует, её сила должна быть как минимум в миллион раз меньше ожидаемой.
  • Атом водорода использован как высокоточный зонд из-за точности измерений его энергетических уровней — до 15 значащих цифр.
  • Профессор Эдвард Уилсон-Юинг и аспирант Ирфан Джавед из Университета Нью-Брансуика — авторы исследования.

Визуальное объяснение новостей от Canto. Инструменты AI могут помогать в производстве. Редакционная политика