"Kvantdarrningar" avslöjar om vi lever i ett hologram
”Det är ett spännande skede inom fysiken. Ett positivt resultat kommer att öppna upp helt nya frågeställningar om hur rymden fungerar”, säger Aaron Chu. (Shutterstock)


I ett nytt experiment som kallas ”Holometer” försöker forskarna besvara en del till synes underliga frågor, bland annat huruvida vi lever i ett hologram.

På samma sätt som personer i ett tv-program inte skulle vara medvetna om att deras till synes tredimensionella värld bara existerar på en tvådimensionell skärm, skulle inte vi ha en aning om att vårt tredimensionella rum bara är en illusion. Informationen om allting i vårt universum skulle faktiskt kunna vara kodad i små paket i två dimensioner.

Kommer man tillräckligt nära tv-skärmen ser man pixlar, små punkter med data, som formar en sömlös bild om man flyttar sig bakåt.

Forskarna tror att universums information kan inrymmas på samma sätt, och att den naturliga ”pixelstorleken” i rymden är ungefär 10 miljarders miljarder gånger mindre än en atom.

– Vi vill komma underfund med huruvida rumtiden är ett kvantsystem precis som materian, säger Craig Hogan, chef på Fermi National Accelerator Center for Particle Astrophysics och utvecklare av den holografiska brusteorin.

– Om vi ser någonting kommer det att fullständigt förändra de idéer om rymden som vi har använt i tusentals år.

Enligt kvantteorin är det omöjligt att känna till både det exakta läget och den exakta hastigheten för subatomära partiklar. Om rymden finns i tvådimensionella  bitar med begränsad information om det exakta läget för ett föremål, då skulle rymden själv falla under samma osäkerhetsteori.

På samma sätt som materian fortsätter att vibrera som kvantvågor, till och med när den kyls ner till absoluta nollpunkten, borde denna digitaliserade rymd ha inbyggda vibrationer också när den befinner sig i sitt lägsta energistadium.

Experimentet utforskar i huvudsak gränsen för universums förmåga att lagra information. Om det finns ett givet antal bitar som berättar var någonting är blir det till slut omöjligt att hitta mer information om läget – även i teorin.

Instrumentet som testar de här gränserna är Fermilabs Holometer, eller holografisk interferometer, den mest känsliga apparat som någonsin skapats för att mäta själva rymdens kvantdarrningar.

Holometern jobbar nu med full kraft och använder ett par med interferometrar som placeras nära varandra. Var och en sänder ut en laserstråle på en kilowatt, likvärdigt med 200 000 laserpekare, mot en ljusdelare och ner mot vinkelräta 40 meter långa armar.

Ljuset reflekteras sedan tillbaka till ljusdelaren där de två strålarna återförenas och skapar fluktuationer i ljusstyrka om det sker rörelser. Forskarna analyserar de här fluktuationerna i det återvändande ljuset för att se om ljusdelaren rör sig på något visst sätt – buren av själva rymdens darrning.

"Holografiskt brus" förväntas finnas på alla frekvenser, men forskarnas utmaning är att inte bli lurade av andra vibrationskällor. Holometern testar en så hög frekvens – miljoner cykler per sekund – att rörelser hos vanlig materia sannolikt inte orsakar problem.

Snarare beror det dominerande bakgrundsbruset ofta på att radiovågor avges av närliggande elektronik. Holometerexperimentet är utformat för att identifiera och eliminera bruset från sådana konventionella källor.

– Om vi upptäcker ett brus vi inte kan bli av med så kanske vi har detekterat något fundamentalt hos naturen – ett inre brus i rumtiden, säger fysiken Aaron Chou på Fermilab, ledande forskare och projektledare för Holometer.

– Det är ett spännande ögonblick inom fysiken. Ett positivt resultat kommer att öppna upp helt nya frågeställningar om hur universum fungerar.

Holometerteamet består av 21 forskare och studenter från Fermilab, Massachusetts Institute of Technology, University of Chicago, och University of Michigan

Holometerexperimentet, som finansierats av USA:s energidepartement och andra källor, förväntas samla in data under det kommande året.

Källa: University of Chicago. Ursprungligen publicerat på Futurity.org.