Elämme kolmiulotteisessa maailmankaikkeudessa, jolla on kolme tilaa ja yksi lisäaika. Kahden tutkijaryhmän kokeet kuitenkin osoittivat, että neljännen alueellisen ulottuvuuden esiintyminen on todella mahdollista eikä se ole rajoittunut yksinkertaisiin suuntiin ylös ja alas, vasemmalle ja oikealle, samoin kuin eteenpäin ja taaksepäin.
Olisi heti otettava huomioon, että tällaiset päätelmät ovat ristiriidassa tunnettujen fysiikan lakien kanssa, perustuivat erittäin monimutkaisiin laskelmiin, osittain teoreettisiin kokeisiin ja kvanttimekaniikan lakien avulla.
Vertaamalla kahden erityisesti luodun kaksiulotteisen median havainnoinnin tuloksia, kaksi riippumatonta tutkijaryhmää Euroopasta ja Yhdysvalloista pystyi löytämään tien neljänteen tilaulottuvuuteen, tuottaen niin sanotun kvanttihalli-ilmiön - ilmiön, joka johtaa kaksiulotteisen kaasun johtavuuteen matalissa lämpötiloissa vahvoissa magneettikentissä.
"Fyysisesti meillä ei ole 4-ulotteista tilaa, mutta voimme saavuttaa 4-ulotteisen kvanttihallin vaikutuksen pienen ulottuvuuden järjestelmällä, koska korkeaulotteinen järjestelmä koodataan sen monimutkaisessa rakenteessa", sanoo Pennsylvanian yliopiston professori Makael Rechtsman.
"Voimme ehkä keksiä uuden fysiikan korkeammassa ulottuvuudessa ja luoda sitten laitteita, joilla on tämä etu alemmissa ulottuvuuksissa."
Toisin sanoen 3D-objektit heittävät 2D-varjoja, joista voit arvata näiden esineiden muodon. Tarkkailemalla joitain todellisia fyysisiä kolmiulotteisia järjestelmiä, voimme ymmärtää jotain niiden neljäulotteisesta luonteesta, koska fyysikkojen mukaan kolmiulotteiset esineet voivat olla alaulotteisesti esiintyvien nelidimensioisten esineiden varjoja. Kaikki tämä voi johtaa uusiin perusteellisiin löytöihin tieteessä.
Erittäin hienostuneiden laskelmien ansiosta, joista Nobel-palkinto myönnettiin vuonna 2016, tiedämme nyt, että quantum Hall -ilmiö osoittaa, että avaruudessa on neljäs ulottuvuus. Kahden fyysikaryhmän viimeisimmät kokeilut, jotka on julkaistu Nature-lehdessä, antavat meille esimerkkejä tämän neljännen ulottuvuuden vaikutuksista.
Eurooppalainen tutkijaryhmä jäähdytti atomit lähes absoluuttiseen nollaan ja käytti lasereita asettaakseen ne kaksiulotteiseen hilaan. Soveltamalla kvantti "pumppua" loukkuun jääneiden atomien herättämiseen, fyysikot ovat huomanneet pienet liikkeen variaatiot, jotka vastaavat 4D-kvanttihallin vaikutuksen ilmenemismuotoja, mikä osoittaa, että tähän neljänteen ulottuvuuteen voidaan päästä.
Mainosvideo:
Amerikkalainen fyysikkojoukkue käytti myös lasereita, mutta lasin läpi kulkevan valon hallitsemiseksi. Simuloimalla sähkökentän vaikutusta varautuneisiin hiukkasiin, tutkijat pystyivät myös tarkkailemaan 4D-kvanttihallin vaikutuksen vaikutuksia.
Tutkijoiden mukaan molemmat kokeet täydentävät toisiaan täydellisesti.
Tietysti meillä ei ole fyysistä pääsyä tähän nelidimensioiseen maailmaan (koska olemme loukussa kolmiulotteisessa tilassa), mutta tutkijat uskovat, että kvantimekaniikan avulla voimme oppia lisää neljäulotteisesta avaruudesta ja laajentaa rajoitettua tietoamme maailmankaikkeudesta.
Selvyyden vuoksi suosittelemme katsomaan alla olevaa videota. Se osoittaa, kuinka 2D-tasohyppelyohjelman hahmo löytää yhtäkkiä 3D-maailmasta. Näkemyksemme mukaan meille näyttää siltä, että olemme edelleen kaksiulotteisessa maailmassa, mutta liikkuessamme siihen näemme joitain avaruuden vääristymiä, koska kolmiulotteinen maailma asetetaan kaksiulotteiseen tasoon. Tutkijat ovat nähneet samanlaisia vääristymiä yllä kuvatuissa kokeissa. Juuri he ilmoittivat nelinulotteisen tilan olemassaolon, jota emme voi nähdä fyysisesti, mutta jonka vaikutukset ovat päällekkäin kolmiulotteisen tasomme kanssa.
Huolimatta siitä, että fyysisesti emme pääse neliulotteiseen avaruuteen, olemme saaneet todisteita sen olemassaolosta ja selkeämmän kuvan sen toiminnasta. Tutkijat puolestaan haluavat käyttää näiden havaintojen tuloksia yksityiskohtaisempaan analyysiin. Kuka tietää, ehkä jatkotyön aikana he pystyvät tekemään muita löytöjä.
Nikolay Khizhnyak