OIST、古典的なフラクトンモデルがホログラフィーの特性を通して重力と関係することを発見――重力をシミュレーションできる可能性も

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沖縄科学技術大学院大学(OIST)は2019年5月29日、フラクトンモデルと呼ばれる古典的なモデルが、ホログラフィーの特性を通して重力と関係があることを明らかにしたと発表した。

重力はニュートンに発見された後も、アインシュタインの重力理論によるブラックホールの予言など現在まで研究が続いている。特に、重力理論を量子力学と組み合わせた量子重力理論では、ブラックホールの量子効果に問題があり、重力の理解を難しくしていた。

一方、ホログラフィーは、3次元の立体像を2次元面上の干渉縞に記録し再現する方法だが、近年の研究から高次元と低次元の物理法則の双対性を持つとされる。つまり、その双対性から、重力が存在する高次元空間と、重力が存在せず従来の量子力学のみが働く低次元空間が、ホログラフィーの特性によって等価に扱うことができる。

そこで、OISTの研究者は今回、砂時計のような形状をした負曲率空間に、物質の新しいエキゾチックな状態を提供できるフラクトンモデルを導入。ホログラフィーの双対性が重力に機能するのと同様、フラクトンモデルに対しても機能することを発見した。それは、フラクトンモデルが重力による情報の伝播を模倣している可能性を示しているという。

各格子は、重力を模倣しながら、集合的に状態を変化させる五角形を示す。

この研究は、曲がった時空に多体系を配置することで重力を模倣できた、世界で初めての研究だという。また、研究室で重力をシミュレーションできる可能性が拓けたとしている。

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