Вчені зі США першими у світі створили лабораторну модель квантової гравітації

Сто років після того, як Ервін Шредінгер запропонував рівняння, що перевернуло фізику, науковці й далі намагаються об'єднати дві основні теорії сучасної науки — квантову механіку та загальну теорію відносності. Попри успішність кожної у своїй сфері, їх поєднання залишається нерозв’язаною проблемою. Команда фізиків з Університету штату Юта вважає, що ключ до об'єднання може критися у голографічному принципі.

Шредінгерове рівняння, яке дало змогу описувати динаміку квантових систем, стало основою квантової механіки. Однак, за словами фізика Абхая Катяла, вже понад пів століття науковці без успіху намагаються поєднати її з загальною теорією відносності Альберта Ейнштейна. Ці дві теорії описують світ по-різному: одна — на мікроскопічному рівні частинок, інша — у масштабах планет і галактик.

Фізики Оскар Варела та Абхай Катял, спільно з колишнім колегою Рітабратом Бхаттачар'єю, у своїй статті в журналі Physical Review Letters (6 травня 2025 року) представили математичну модель, що дозволяє застосовувати голографічний принцип для опису фундаментальних фізичних явищ. Науковці впевнені, що цей принцип є невіддільною частиною будь-якої послідовної теорії квантової гравітації.

Оскільки експериментально перевірити такі теорії неможливо — через надзвичайно малі масштаби або високі енергії — теоретичні фізики покладаються на точні математичні моделі, як на свій інструмент спостереження. За словами Варели, голографічний принцип дозволяє моделювати властивості гравітації та квантових явищ у спосіб, що обходить обмеження сучасної експериментальної фізики.

Робота фізиків із Юти, що фінансується Національним науковим фондом США, відкриває нові горизонти для пошуку уніфікованої теорії. Вони сподіваються, що голографічний підхід допоможе дістатися меж простору-часу, де зустрічаються квант і гравітація, і наблизить науку до відповіді на фундаментальні запитання про природу