【物理学】既存の光学技術で量子重力理論を検証する方法を提案

1しじみ ★2017/11/11(土) 02:40:25.85ID:CAP_USER
インド、オマーン、カナダ、エジプトなどの物理学者の国際研究チームは、
相対性理論と量子力学を統合する量子重力理論を実験的に検証するための新しい手法を提案している。
既存の光学技術を用いた実験観測によって、ループ量子重力理論や超ひも理論などの妥当性を検証できるようにするという。
研究論文は、「Nuclear Physics B」に掲載された。


画像:非可換的な時空構造による効果を検出するために提案されている実験セットアップ
http://news.mynavi.jp/news/2017/11/09/076/images/001.jpg


マクロな重力についての理論である一般相対性理論と、原子以下といったミクロな世界を記述する量子力学は、互いに矛盾する点があり、
理論の誕生から100年ほど経った今日もいまだに統一されない状況が続いている。このため両者の統合を目指した量子重力理論の研究が続けられており、
ループ量子重力理論や超ひも理論などが統一理論の有力候補とみなされている。

ループ量子重力理論は、物質にそれ以上分割できない最小単位としての素粒子があるのと同じように、
時間や空間にもそれ以上分割できない離散的な最小単位があると考えるのが特徴である。
また、超ひも理論は、物質の構成単位である素粒子が大きさのない点ではなく「振動するひも」であるとする理論だが、
この場合も時空構造における長さの最小単位は「ひも」の長さということになる。

ループ量子重力理論や超ひも理論で扱う時空の最小単位は、プランクスケール程度、
すなわちプランク長(10-35m程度)やプランク時間(10-44秒程度)といった極めて微小な値をとる。
このような極端に小さなスケールで成り立つとされる量子重力理論を実験的に調べようとすると、
世界最大の粒子加速器である欧州CERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)で実現可能なエネルギーよりも
15桁程度も高いエネルギーが必要になるとされてきた。これが量子重力理論の妥当性を実験的に検証するのが難しくなっている理由のひとつである。

ループ量子重力理論や超ひも理論は、「非可換幾何学」と呼ばれる数学理論を基本として構築されている。
二つの数aとbの間に成り立つ積算の可換性、つまり「ab=ba」という関係(交換法則)が成り立たないことを非可換性という。
たとえば二つの行列AとBの積算は、一般には「AB≠BA」であり、交換法則が成り立たないので非可換である。
そこで、空間内の点の座標を可換な数を使って表す通常の幾何学を拡張して、空間座標を行列や演算子で表すのが非可換幾何学ということになる。
時空構造に離散的な最小単位があるとするループ量子重力理論や超ひも理論の考え方は、非可換幾何学から自然に出てくるとされる。

今回の研究は、非可換幾何学で扱うような非可換構造が現実の時空間にあるかどうかを実験的に検証する方法を提案するというものである。その方法は既存の技術で実行でき、しかもレーザー装置を用いた卓上の実験機器で実験可能であるとする。

レーザー装置による実験において、通常の可換的関係に何らかの変化が起こるかどうかについて、MEMS振動子を使って調べるのだという。
もしもこのような変化が存在するとすれば、それは時空の非可換構造を示唆するものであり、
観測可能な光学的な位相変化が可換的関係の変化によってつくりだされる効果なのだと考えられる。
研究チームの計算によれば、プランク長付近のエネルギースケールでの現象を扱うために必要な位相変化は、
既存の光学装置を使用した観測精度でもとらえることが可能であるという。

マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2017/11/09/076/

21名無しのひみつ2017/11/11(土) 06:34:47.95ID:W/skcL6E
リング共振器と半導体光増幅器を集積した光論理ゲート素子の超高速論理動作の数値解析の検討



抄録:我々は、リング共振器と全光ネットワークにおけるキーデバイスである半導体光増幅器を、InP基板上に集積し、SOAの相互利得変調と四光波混合、リング共振器のフィルタ機能を用いた光論理ゲート素子を提案、そして、検討を重ねてきた。

レート方程式を用いた伝達行列法による数値解析で、超高速動作が期待される歪補償技術を用いた多重積層InAs量子ドット構造のSOAと、高分子材料を用いたリング共振器の光論理ゲート素子は、XNOR論理ゲート動作をすることを指し示した。
この際のアイパターン波形は、アイ開口率90.3%という値で、バルク型SOAと比較して非常に良好な波形が得られた。

○赤羽浩一(NICT)・宇高勝之(早稲田大学)松本 敦・桑田圭一郎(早稲田大学)・エレソ技報アーカイブのリンク

22名無しのひみつ2017/11/11(土) 06:37:04.77ID:z8cGpU8G
(゚∀。)ナルヘソ

23名無しのひみつ2017/11/11(土) 06:42:01.27ID:/FVYJzL7
ID:yf4EsRaL

流石にこいつ馬鹿すぎだろ。ここまで馬鹿もそうはいない。

こいつ現実世界を表すのに何故普通の微分ではダメで共変微分が必要かとか何1つ知らないんだろうな。

24名無しのひみつ2017/11/11(土) 06:46:28.12ID:yf4EsRaL
>>19>>20>>23

知ったかぶりの低能が湧きまくっているなw

理論と現実の区別もついてねえようだw
理論とはあくまで、現実の理解を助けるものに過ぎない。

コイツらアホは、理論こそが現実と思っているんだろうなw

25名無しのひみつ2017/11/11(土) 07:41:35.66ID:EyC3NFcV
ぬこは生きているか?

26名無しのひみつ2017/11/11(土) 07:52:52.19ID:e3ywvEkl
>インド、オマーン、カナダ、エジプトなどの物理学者の国際研究チーム

なんだか凄いチームだな

27名無しのひみつ2017/11/11(土) 08:31:27.17ID:/FVYJzL7
>>24
お前生きてて恥ずかしいだろ。
実在性と観測とか何一つ理解できていない馬鹿が笑えて仕方がない。
お前は低脳だから2×(−3)の直積表現が例えばx軸の周りに正方向に2回転、y軸の負方向に三回転する
という現実世界の物理現象を表記することすら理解出来ない低学歴のクズ。
お前みたいな低脳馬鹿がどの程度のレベルかくらいお見通しだ。
お前はまともな大学では絶対に学んでなどいない。
端からお前みたいな馬鹿は京大で理論物理専攻していた俺から見れば小学生みたいなもんだ。
理論と現実(笑)
抽象数学で表現された理論が観測により検証されて正しいと明らかになってんだろ
お前馬鹿だから高校の物理すら知らないのだろうな

28名無しのひみつ2017/11/11(土) 08:48:03.85ID:MzJz6l8j
>>27
そんな粗野な言い方はよくないよ

29名無しのひみつ2017/11/11(土) 08:54:14.47ID:62OR1q39
量子の世界は別世界。
観測値はマクロスケールに焼き直したものだけど、実際あの世界で何が起きているのかはそれに従うしかない。
それが現時点における謙虚で従順な態度。
少しでも現実世界が知りたければ知恵を絞りながら探るしかない。
これは我々の認識に対するダイナミクスでもある(`・ω・´)キリッ

30名無しのひみつ2017/11/11(土) 09:03:22.92ID:q3LDvvt1
無駄な計算式だけが特化、肝心な裏付けが一昨日

31名無しのひみつ2017/11/11(土) 09:26:00.85ID:rkLXq1B/
解釈と本質が必ずイコールだと思い込んでる人がいないか?w

32名無しのひみつ2017/11/11(土) 09:35:34.86ID:7Cn/B+iB
加速器の巨大化には経済面からも限界があるからね
この記事の方法でうまくいくのかどうかはよくわからんが
まったく別の金かからないアプローチで実験できないかと考えるのは良いこと

33名無しのひみつ2017/11/11(土) 09:49:28.30ID:s6ijcCvS
>>25
ニャー

34名無しのひみつ2017/11/11(土) 09:55:36.29ID:smau5FtA
流石に>>27は恥ずかしいな
問題を読み取る能力が著しく低いようだ

35名無しのひみつ2017/11/11(土) 10:59:25.22ID:DRtnOsy+
スレチもいいとこだが
>>8
数学(数論)上の定義には、順番というものが定まっていて、
和算の定義をさしおいて積算を定義する、という筋はない。
そのことをして、物理学(現象論)上の量的関係の基本法則で
積であるものが「必ず」和に分解して理解できるハズだという
類の主張は、「数学と物理学の現実」からは論理的に飛躍した
発想、といわざるをえないな。(個人的な感想です)

36名無しのひみつ2017/11/11(土) 11:12:44.59ID:1spxhvnC
>>31
解釈や技法が本質と一致するものだと信じて疑わない人がいるよな
頭が足りないと思われる

37名無しのひみつ2017/11/11(土) 12:48:30.44ID:yf4EsRaL
>>27

この高卒のアホは、

スレ記事のテーマさえ理解できてねえようだなw
これまで築いていた理論が「量子論」において齟齬が出てきたから、その理論の検証を行うってのが今の流れだ。

オマエのアホ頭では、かつて三流物理学者が言った「理論と合わない現実の方が間違っている」のを上書きしたバカのようだ。

38名無しのひみつ2017/11/11(土) 12:59:25.80ID:syBdeYZu
MEMS振動子って、Microelectromechanical system oscillatorの事なのね
シリコンの振動子を使った半導体のみの発振器で、つい数年前に実用化されたばかり
水晶発振器以上の精度と信頼性、そして低コスト化が可能

39名無しのひみつ2017/11/11(土) 13:24:33.23ID:syBdeYZu
これまで量子重力の存在を確認するには、LHCよりも15桁大きいエネルギーが必要
とされてきた
今回のは、時空に非交換構造があるという異なるアプローチで確かめようとするもの
それが存在するなら、レーザーに生じるフェイズ・シフトは現在の測定器でも検出可能
な大きさの筈という話

40名無しのひみつ2017/11/11(土) 13:26:30.84ID:LU7JbUck
>>8
たとえば掛け算は面積だと思ってりゃいいわけだろう

「面積は足し算よりシステマティックで恣意的な感じがする 結局足し算の組み合わせだし」
そもそも足し算も、2+3なら「まず2を保持して、その次からまた3個数える」「2と3を並べて、頭に戻って全部数え直す」というふうに本質的にはシステマチックで恣意的なわけ

2*-3は? マイナスがくっつくなら右と左、それが2つ組み合わさるなら東西南北、各象限内の面積だとか 
4種類あるのに±6の2つしか区別できないが? 2*3=+6、 -2*3=−6、 -2*-3=6+、2*-3=6−、と区別する体系にしてみるとかなw それこそ非可換算数

>>11>>17
こういうバカどももじゃあ説明をしろよ 小学生レベルに簡単なんだから1行でできるわけだろ してくれよ なぜしない こんな阿呆ばっか 

41名無しのひみつ2017/11/11(土) 14:04:03.12ID:syBdeYZu
結局、この装置のキモはMEMSとボッケルス効果を起こすElectro-optic modulator
って事なのかな

ただその規模がよく分からない
論文中でも「自分たちの研究所で実現可能かはともかくとして」とか述べてるし
精度の確保を考えると、そんな簡単なものではないのかも

42名無しのひみつ2017/11/11(土) 14:39:20.11ID:CKO672GT
まあ従来よりはるかに容易に検証できるならどこかが手をつけるだろう
実現できたら提唱したこの研究も出てきた成果もノーベル賞ものだ

43名無しのひみつ2017/11/11(土) 15:48:28.13ID:syBdeYZu
積の交換法則が成り立たないような非可換な幾何学は、数学者のアラン・コンヌが
最初に提唱し、理論物理学に輸入されたものなのね

すでに非可換幾何学は、既存の物理理論をよりシンプルに自明のものとして書き直す事に
成功している…

44桑田圭一郎2017/11/11(土) 17:28:22.81ID:W/skcL6E
:

45名無しのひみつ2017/11/11(土) 17:49:15.61ID:/gDdOk8A
>>1
> 10-35m
> 10-44秒

引用を失敗しているぞ。

46名無しのひみつ2017/11/11(土) 18:17:31.45ID:syBdeYZu
時空の離散性については、波長によって光速度がわずかに異なる事が計測できれば
検証できるという話もあった
ただその違いが小さすぎて、遠方宇宙からのガンマ線バーストぐらいでないと検出
できないという事だったが、今回の位相ずれを使うやり方はそれもクリアできてる
っぽい

47名無しのひみつ2017/11/11(土) 18:53:21.77ID:hGfe37wa
宇宙空間で地球が落ちない理由を教えてください!

48名無しのひみつ2017/11/11(土) 20:06:54.57ID:iUpgEhkk
>>2
不思議時空、発生!

49名無しのひみつ2017/11/11(土) 20:34:26.55ID:N0ViknAh
宇宙=マトリックス説

最強

50名無しのひみつ2017/11/11(土) 20:37:07.60ID:I8vB5apl
ループ量子重力理論って初めて聞いたわ
これどんな理論なの?
ぐぐれと言わず教えて

51名無しのひみつ2017/11/11(土) 20:49:55.40ID:CKO672GT
現実世界もCGよろしく空間と時間のドット(最小単位)がある理論 かな
詳しくはやはりググって

52名無しのひみつ2017/11/11(土) 20:57:50.20ID:S+gWJb8p
>>32
なんかすごく数学的でエレガントな実験に感じるわ
インドが入ってるとやっぱ違う

53名無しのひみつ2017/11/11(土) 21:06:52.82ID:S+gWJb8p
>>50
超ひもが時空は波立ってる布みたいなものとしてるのに対して
ループのほうは空間や時間がデジタル格子みたいなものとしてる
コンピューターのような離散的な世界を想定してる

54名無しのひみつ2017/11/11(土) 21:33:09.76ID:ZqIHeoj+
どこまでも拡大していったら、
ついにビットが見えたりw

55名無しのひみつ2017/11/11(土) 21:42:36.94ID:CKO672GT
「見たな」

時空のビットを見ちゃった科学者は発狂するかな?
それとも世界の秘密に触れたと感動するか

56名無しのひみつ2017/11/11(土) 21:58:48.97ID:iwa++T13
>>47
おちてますよ、今でも
知らないの??

57名無しのひみつ2017/11/11(土) 22:01:35.06ID:iwa++T13
>>53
そういう説明をすると、本当の離散数学を理解できないヤツがドヤ顔で自説を展開し始めるから、やめたほうが良いと思いますよ

58名無しのひみつ2017/11/11(土) 22:26:42.55ID:syBdeYZu
「プランク長のループから織りなされる生地」というような表現もされるけど、実際には
立体になるわけだから塊だな

離散性については、原子における電子のように、空間も時間も飛び飛びの値しか持てない
という理解でいいと思うけどね

59名無しのひみつ2017/11/11(土) 22:26:57.22ID:TMDUftxJ
 リカチョン

何も絡めず 関係せずw

60名無しのひみつ2017/11/11(土) 23:07:39.90ID:iwa++T13
>>58
その例は単に「離散的」なだけで本当の「離散系」とは別ですよ
最終的に離散系であるという実証が発見されるまでは、プランク単位系等は単に数式を単純に表現するための離散的な単位でしかないです

61名無しのひみつ2017/11/11(土) 23:24:37.48ID:syBdeYZu
だからその「本当の離散系」とやらは必要ないでしょって話だけど?
このニュースの内容を理解するにはね

62名無しのひみつ2017/11/11(土) 23:35:11.21ID:iwa++T13
>>61
おっしゃる通りです
ただ、理解できない人が「プランク長以下の長さは無い!」
とか言い出す人がリアルに居るのですよw

63名無しのひみつ2017/11/11(土) 23:55:28.88ID:rqn+Po2H
>>1
>空間座標を行列や演算子で表すのが非可換幾何学ということになる

テンソルとか現代物理学では今更な当たり前の話だよね
これ書いた記者馬鹿なの?
脳味噌がニュートン力学のレベルで止まってるだろ

64名無しのひみつ2017/11/12(日) 00:00:46.43ID:4CgF4Bv/
使ってる数学の記述方法が不便すぎる気がする
高度な記述方法を開発すると見通しが良くなるんじゃないの
原始的な記述を使い続けてるのって馬鹿だと思う

65名無しのひみつ2017/11/12(日) 00:23:26.40ID:NN+RocBN
>>63
その記者はニュートン力学すら投げ出した
俺みたいな文系にやさしいんだよ…。

66名無しのひみつ2017/11/12(日) 02:33:49.38ID:dOz7OeSm
ハワイ語で最初の偵察者を意味するのか

67名無しのひみつ2017/11/12(日) 02:38:27.29ID:dOz7OeSm
>>66 ごめんスレ間違えた。

68名無しのひみつ2017/11/12(日) 02:55:10.03ID:kAyTYKxJ
>>67
ありきたりだが警察は事前には動かない。
今じゃどこの家庭もSECOMが当たり前の時代なんだから
襲われるのが嫌なら隣にボディーガードを付けとけばいいんだよ。
格安ボディガードのガードドッグなんか時給2500円で付いてくれるから相手が確実に来るときに付けとくだけでもかなりの抑止効果になるよ。

69名無しのひみつ2017/11/12(日) 03:23:03.03ID:rP3ZxLLD
なんとなく光学的に拡大していったら隠されてたドットがミエルみたいな話で夢があるよな。
早く重力が弱い理由も解明されてほしい。

70桑田 圭一郎2017/11/13(月) 21:09:28.69ID:5G7hTa71
[

71名無しのひみつ2017/11/15(水) 01:25:06.01ID:DQZCMWoa
これは求む協力者、的な感じなのだろうか
独力では試すことができないと

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