Проверка М-теории с помощью интерферометрии атомов трития: гипотеза и экспериментальный протокол

Аннотация

Предлагается гипотеза, согласно которой фокусировка аттосекундной лазерной вспышки через гравитационно-линзирующую среду вблизи кварк-глюонной плазмы может вызвать локальное изменение геометрии Calabi-Yau, приводящее к наблюдаемому эффекту смещения атомов трития, проходящих через интерферометрическую установку. Это движение не нарушает релятивистский запрет на сверхсветовые перемещения, так как происходит на границе инфляционного пузыря — по аналогии с космологическим расширением.

Цель исследования

Создать экспериментальный протокол для возможного обнаружения эффектов, предсказанных М-теорией, с использованием доступных технологий: интерферометрии атомов, генерации аттосекундных импульсов и детекторов ионов.

Теоретическая мотивация

1. Инфляционные искажения метрики. Известно, что пространство может расширяться сверхсветовыми темпами (см. Guth, A. H. "Inflationary universe: A possible solution...", 1981), не нарушая причинности. Мы предполагаем локализованный аналог инфляционного расширения.
2. Складчатая геометрия Calabi-Yau. В М-теории (см. Becker, Becker, Schwarz, String Theory and M-Theory) предсказываются дополнительные компактные измерения. Их флуктуации теоретически могут влиять на геометрию пространства-времени при достаточном возбуждении.
3. Гравитационное линзирование в лабораторных условиях. При столкновениях тяжёлых ионов возникает КГП, обладающая высокой плотностью энергии, потенциально создающая гравитационный эквивалент линзирующего эффекта (см. Gyulassy, M., McLerran, L., "New forms of QCD matter discovered at RHIC", 2005).

Экспериментальный протокол

1. Создаётся кварк-глюонная плазма в коллайдере (например, в LHC или NICA).
2. Через окрестность создаётся кратковременный аттосекундный импульс с длиной волны, соответствующей энергии возбуждения дополнительных измерений.
3. За линзированной зоной размещается двухщелевой атомный интерферометр, в который поступает поток атомов трития.
4. Фиксируются изменения интерференционной картины, в частности:

• Смещение максимумов интерференции
• Рост декогеренции
• Аномальная статистика распада

Возможные наблюдаемые эффекты

• Сдвиг фазы волновой функции атомов трития, проходящих через область с возмущённой метрикой.
• Разрыв симметрии интерференционного рисунка, не объяснимый стандартными квантовыми эффектами.
• Увеличение вероятности туннелирования или изменения угла отклонения.

Сравнение с существующими аналогами

• Эффект Ахаронова-Бома — пример фазового сдвига без действия силы (Aharonov & Bohm, 1959).
• Интерферометрия с атомами — применяется для чувствительного измерения гравитационных градиентов (Cronin et al., Rev. Mod. Phys., 2009).
• Calabi-Yau geometry in phenomenology — Candelas et al., 1985

Заключение и открытый вызов

Предлагается экспериментально исследовать гипотезу о детектируемом влиянии изменений в геометрии компактных измерений на интерференцию атомов. В случае подтверждения — это станет первым лабораторным косвенным указанием на реальность М-теории. Даже при отсутствии сигнала протокол даст ценные границы на метастабильность складчатых пространств.

Ищутся коллаборации: физики-теоретики, оптики, экспериментаторы и научные энтузиасты