Новое исследование, опубликованное в International Journal of Modern Physics D, бросает вызов традиционному взгляду на фундаментальные константы в физике, предлагая новую концепцию «эффективной постоянной Планка», которая может меняться в зависимости от конкретных экспериментальных или экологических условий.
Эта идея вытекает из теории глобального обновления, которая предполагает, что постоянная Планка является не просто универсальной константой, но и динамически взаимодействует с импульсом и положением измеряемых физических систем.
Исследователи углубились в области теории струн, петлевой квантовой гравитации и квантовой геометрии, которые выявили особенно убедительную концепцию: обобщённый принцип неопределенности (GUP). Этот принцип фундаментально бросает вызов традиционной физике, предлагая минимальную измеримую длину, которая может кардинально изменить фундаментальное понимание пространства и времени.
GUP стал катализатором впечатляющего диапазона исследовательских усилий, простирающихся от области атомной физики до космических масштабов астрофизики и космологии. Исследования изучали такие явления, как детекторы гравитационного стержня, системы конденсированного вещества и динамика квантовой оптики.
Исследователи представили простую, но глубокую формулу: mrc = ?', которая показывает связь между фундаментальными физическими константами и тканью Вселенной. Эта формула была применена к различным частицам и системам, включая электроны, пионы, каоны и химические элементы, и показала универсальную применимость для различных масштабов и типов частиц.
Когда эта формула была применена конкретно к электрону, результаты были особенно показательны: ?' равнялось постоянной тонкой структуры, умноженной на ?, что идеально соответствует установленным значениям квантовой механики. Это точное соответствие усиливает надёжность нашей формулы и её актуальность для фундаментальной физики частиц.
Для таких частиц, как пионы, каоны и калибровочные бозоны, вычисленное значение ?' осталось сопоставимым по величине с ?, что демонстрирует универсальную применимость формулы для различных масштабов и типов частиц.
Однако применительно к более крупным системам, таким гелий и кислород, ?' значительно превышает ? на несколько порядков (от 10 до 10³), что указывает на зависящую от масштаба изменчивость эффективной постоянной Планка.
Самое важное, что когда формула была применена ко всей Вселенной, она дала значение для ?', которое предлагает потенциальное решение проблемы космологической постоянной. Этот интригующий результат предлагает новый подход к решению одной из самых сложных и постоянных проблем теоретической физики. Соединяя наблюдаемые расхождения в плотности энергии вакуума с эмпирическими наблюдениями, формула обеспечивает согласованное понимание космических явлений.
Исследование также установило критическую связь между переменной постоянной Планка ?' и пределом энтропии Бекенштейна — фундаментальным принципом, ограничивающим объём информации, которая может содержаться в данной физической системе. Эта связь не только подтверждает теоретическую обоснованность границы Бекенштейна, но и значительно расширяет понимание роли энтропии и информации на квантовом уровне в различных масштабах и системах.
«Эта работа не только обогащает наши теоретические знания, но и призывает научное сообщество пересмотреть непреходящие загадки физики, такие как природа тёмной материи и проблема космологической постоянной. Мы надеемся, что это исследование вдохновит на дальнейшие исследования и оживлённые дискуссии в научном сообществе», — отметили исследователи.
Это исследование является значительным шагом вперёд в понимании фундаментальных принципов, которые управляют Вселенной, и открывает новые пути для более глубокого понимания Вселенной на фундаментальном уровне.
