补天搜索  > 所属分类  >  观测天文学    可见光天文学   
[0] 评论[0] 编辑

罗恩·考恩(美国太空科学家)


罗恩·考恩(Ron Cowen)美国太空科学家。


个人信息
     
雪瑞
中文名罗恩·考恩
外文名Ron Cowen
民族 星座 
出生日期 出生地 
身高 体重 
职业天文学家、物理学家毕业院校 
 国籍美国主要成就      

个人履历

  • 2009年初,决定把第一个公休假的大部分时间用于教学工作后,Mark Van Raamsdonk决心着手研究物理学中最深奥的谜题:量子力学和引力的关系。在同事的协助下,经过一年的辛苦努力后,他终于向Journal of High Energy Physics提交了一篇学术论文。
  • 2010年4月,该期刊拒绝了Van Raamsdonk的文章——因为一名审稿人认为这位来自英属哥伦比亚大学的物理学家是在异想天开。
  • 之后,他又把论文提交给General Relativity and Gravitation,结果如出一辙:审稿报告把他批得体无完肤,编辑要求他重写整篇论文。
  • 但在那时,Van Raamsdonk已经提交了论文的精简版本,参加引力研究基金会(Gravity Research Foundation)在马萨诸塞州韦尔斯利举行的一年一度的论文大赛。结果他的论文这个久负盛名的比赛中夺魁。令人讽刺的是,冠军的奖励之一就是在General Relativity and Gravitation上发表。于是论文的精简版最终于2010年6月在这个期刊上发表了。
  • 然而,编辑的谨慎态度是情有可原的,因为近一个世纪以来,还没有人能成功统一量子力学和引力。量子力学主宰着微观世界——在这个世界里,原子或粒子可以同时出现在多个地点,也可以在顺时针旋转的同时逆时针旋转。而引力则统治着宏观的宇宙——从坠地的苹果到行星、恒星和星系的运动——它遵守爱因斯坦一百年前提出的广义相对论。广义相对论认为,引力是几何化的:粒子在经过大质量物体的时候发生偏转不是因为它们受到了力的作用,而是因为物体旁边的时间和空间都被扭曲了。
  • 这两个理论都得到了无数实验的验证,但它们所描述的现实却完全无法共存。从编辑的角度来看,Van Raamsdonk解决这个矛盾的方法十分奇怪。他认为,调和矛盾只需要一个概念——“纠缠”:即很多物理学家眼中最能体现量子理论的怪异之处的物理现象。量子纠缠使得对一个粒子进行的测量可以立刻决定其伙伴粒子的状态,不论后者在多远的地方——哪怕是银河系的另一端。
  • 爱因斯坦对量子纠缠的观点嗤之以鼻,讽刺这是“幽灵般的超距作用”。但量子纠缠是量子理论的核心思想。在与其观点相同的物理学家十几年来研究工作的基础上,Van Raamsdonk指出,尽管爱因斯坦反对这个概念,但量子纠缠可能是时空几何的基础,因而也有可能是爱因斯坦的几何化引力理论的基础,这真是莫大的讽刺。“时空”,他说,“只是表现量子系统中物质纠缠方式的一幅几何图形”。
  • 这个想法还远未得到证实,而且它也不是一个完整的量子引力理论。但不同物理学家独立研究所得出的结论十分一致,这引起了主流理论学家的极大兴趣。一小批物理学家正在着手扩展这个几何—纠缠关系——他们动用了各种为量子计算和量子信息开发的现代工具。
  • “这一点毫无疑问”,斯坦福大学的物理学家Bartłomiej Czech说道,“融合量子理论和引力理论的进展在过去十年间是革命性的”。
  • 脱离引力来解释引力
  • 这些成果大都归功于物理学家Juan Maldacena在1997年公布的一项发现。他现在普林斯顿的高等研究院工作。Maldacena的研究促使他开始考虑两种看似截然不同的宇宙模型之间的联系。其中一种和我们所处的宇宙没什么不同。虽然它既不膨胀也不缩小,但它有三个维度、充满了量子化的粒子并遵循爱因斯坦的引力方程。这个反德西特空间(AdS)通常被称为体宇宙。另一个宇宙模型中同样也充斥着基本粒子,但它只有两个维度,里面也没有引力。第二个模型通常被称为边界,它是一张通过数学定义的膜,这层膜距离体宇宙中的任意一点都无限远,却把后者完全包围,就像是二维的气球包裹住了三维的空气。边界上的粒子遵循某种量子系统的方程,即共形场论(CFT)。
  • Maldacena发现,边界和体宇宙是完全对等的。就像是计算机芯片的二维电路能够编码电脑游戏中的三维图形一样,应用于边界的、相对简单的无引力方程包含的信息和描述的物理原理,都是与应用于体宇宙的复杂方程相同的。
  • “这有些令人感到不可思议”,Van Raamsdonk说。他提到,突然之间,Maldacena所述的对偶性给了物理学家一个完全不需要考虑传统意义上的引力,就可以探讨体宇宙中的量子引力理论的方法:他们只需要观察边界上的等效量子态。自从该理论提出以来,太多的科学家争相探索这个想法,以至于Maldacena的论文变成了物理学中引用次数最多的论文之一。
  • Van Raamsdon就是众多热心科学家中的一个,他在公休假中开研究Maldancena的发现所带来的一个核心谜题:边界上的量子场到底是如何在体宇宙中产生引力的呢?其实早就有线索表明这其中的答案就隐藏在几何学与量子纠缠之间的某种联系里。但现在这些线索的真实性还不得而知:所有循着这个思路开展的相关工作研究的都是某个特例,比如有着黑洞的体宇宙。因此Van Raamsdonk决定解开这个谜团,并搞清楚这个关系是否真的普遍存在,还是只是一个数学的巧合。
  • 他最初考虑了空的体宇宙,这对应着边界上的单量子场。这个场,以及将其各部分维系在一起的量子关系包含了系统中仅有的纠缠。但现在,Van Raamsdonk想知道,如果边界上的纠缠消失了,这个体宇宙会变成怎样呢?
  • Van Raamsdonk能够用Shinsei Ryu和Tadashi Takanagi 在2006年提出的数学工具来回答这个问题。这两人现在分别就职于伊利诺伊大学香槟分校和日本京都大学基础物理研究所。利用他们的方程,Van Raamsdonk可以建立一个边界上量子场的纠缠在缓慢而又有条不紊地减弱的模型,同时观察该模型中体宇宙的反应,他注意到,体宇宙的时空被逐步拉伸并撕裂了(见“时空的量子连接”)。最终,他发现,把纠缠减少为零会把时空打破成不连续的碎块,就像被拉扯得太长的口香糖。

附件列表


0

人物资料仅供参考,如果您需要解决具体问题
(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域专业人士。

如果您认为本词条还有待完善,请 编辑

上一篇 禁止网站黑名单    下一篇 爱德文·哈勃(美国太空科学家)

标签

暂无标签

同义词

暂无同义词