Forţele fundamentale, energia vacuumului, lipsa masei... Gaura neagră din inima atomului. Descoperirea care revoluţionează fizica. (articol din NEXUS MAGAZINE FRANCE, nr. 89, noiembrie-decembrie 2013)
Enigma variaţiilor dimensiunii razei protonului
Putem folosi două metode pentru măsurarea razei protonului. Ambele iau în considerare interacţiunea dintre un proton şi un electron. Prima metodă presupune studiul coliziunilor de mare energie dintre proton şi electron. A doua este spectroscopia unui atom de hidrogen.
Dr. Randolf Pohl şi colegii săi de la Institutul de optică cuantică Max Planck din Munchen au vrut să măsoare protonii cu mai multă precizie, cu scopul de a adăuga câteva zecimale în plus la sfârşitul valorii oficiale, aşa cum procedăm cu valoarea lui Pi. Pentru a reuşi acest lucru au folosit un atom de hidrogen mai aparte, hidrogenul muonic. Muonii şi electronii au aceeaşi sarcină electrică, dar muonii au o masă de 207 ori mai mare.
De ce au folosit acest tip de atom de hidrogen? În primul rând, atomul de hidrogen este alegerea logică, deoarece nucleul său are un singur proton, fără neutroni şi există doar un electron care gravitează în jurul nucleului. Varianta sa "muonică" înlocuieşte electronul cu un muon. Muonul se învârteşte în jurul protonului de hidrogen central pe o orbită care este de 207 ori mai apropiată de proton în comparaţie cu orbita unui electron. Aceasta permite o măsurare mai precisă a dimensiunilor protonului.
Măsurătoarea este într-adevar mai precisă, dar mai presus de toate, rezultatele au dovedit că protonul este mai mic. De fapt, timp de doi ani, noua valoare a razei protonului a fost 0.84184 x 10⁻¹³ cm, în loc de 0.8775 x 10⁻¹³ cm. Raza mai mică a protonului este prin ea însăşi un rezultat frapant, care ar putea conduce la reconsiderarea electrodinamicii cuantice (QED, de la Quantum Electrodynamics). QED este una dintre cele mai respectate teorii în ştiinţa zilelor noastre, în mare parte datorită preciziei cu care ea permite prezicerea energiilor orbitale.
Enigma din jurul variaţiilor dimensiunii razei protonului ne conduce la concluzia că modelul standard ar trebui să evolueze, dacă nu chiar să fie schimbat radical. Există alternative la modelul standard? Am putea gândi un model fără materie întunecată şi energie întunecată? Ce sunt în realitate masa şi gravitaţia? Există o explicaţie posibilă a interacţiunii tari? Ce putem spune despre Sfântul Graal al fizicii - unificarea forţelor fundamentale? Dacă există un om de ştiinţă ale cărui cercetări ar putea contribui la rezolvarea acestor probleme, acesta pare a fi Nassim Haramein. Pe măsură ce citim ceea ce urmează, putem să ne amintim că:"Orice adevăr trece prin trei etape. Prima dată, e ridiculizat. A doua oară, negat vehement. A treia oară, e acceptat ca fiind de la sine evident". (Arthur Schopenhauer)
Principiul holografic
Stephen Hawking consideră că informaţia cuantică atrasă într-o gaură neagră este distrusă chiar de la intrare şi că acest lucru se întâmplă la nivelul orizontului evenimentului, care este limita dincolo de care atracţia exercitată de gaura neagră este considerată ca fiind ireversibilă.
Acest punct de vedere a provocat o controversă în rândul multor fizicieni, deoarece încalcă unul dintre cele mai îndrăgite principii din fizică, cel potrivit căruia energia sau informaţia nu poate fi distrusă, ci doar conservată. Dezbaterea a fost plină de pasiune şi a continuat până în 1997, când John Preskill a pariat public împotriva lui Stephen Hawking şi Kip Thorne, susţinând că informaţia nu se pierde în interiorul găurilor negre, ci este păstrată, aşa cum arată fizica cuantică. Acest lucru i-a încurajat pe doi cercetători să găsească o soluţie.
Gerard't Hooft s-a gândit să ia în considerare un mic punct de pe suprafaţa orizontului evenimentului al unei găuri negre, un bit de informaţie, ca la computere. El şi-a construit teoria pornind de la lucrările lui Jacob Bekenstein, care a demonstrat că informaţia are o dimensiune minimă echivalentă cu o unitate Planck.
Şi Leonard Susskind a studiat teoria holografică în cadrul teoriei corzilor.
În general, Gerard't Hooft a dovedit că toate informaţiile conţinute în interiorul unei găuri negre pot fi explicate în termeni de informaţii sau "biţi Planck" la orizontul găurii negre, care păstrează astfel informaţia ca pe o "înregistrare holografică". El a numit aceasta - principiul holografic, prin analogie cu o hologramă, deoarece descrie un mecanism în care toată informaţia care cade în gaura neagră îşi găseşte corespondentul pe suprafata găurii negre prin "pixeli", ale căror dimensiuni sunt de mărimea lungimii Planck. Soluţia holografică pe care a descoperit-o este echivalentul temperaturii, reprezentată de entropia unei găuri negre, ceea ce corespunde unui sfert din suprafaţa zonei de informaţii a orizontului, în termeni de unităţi Planck. Ca o observaţie, suprafaţa unei sfere este dată de 4πR². Această suprafaţă împărţită la 4 pur şi simplu este egală cu suprafaţa ecuatorială a sferei...
Hawking a recunoscut în 2004 că informaţia ar putea fi păstrată şi că orizonturile găurilor negre absorb şi emit informaţii coerente.
(continuarea in partea a cincea)