বড় করা / ট্র্যাভার্সেবল ওয়ার্মহোলের পদার্থবিদ্যা অধ্যয়ন করে এমন একটি কোয়ান্টাম পরীক্ষার চিত্রশিল্পীর চিত্র।

ওয়ার্মহোলস জনপ্রিয় মিডিয়াতে বিজ্ঞান কল্পকাহিনীর একটি ক্লাসিক ট্রপ, যদি শুধুমাত্র তারা এমন একটি সহজ ভবিষ্যতমূলক প্লট ডিভাইস সরবরাহ করে যাতে আলোর চেয়ে দ্রুত ভ্রমণের সাথে আপেক্ষিকতা লঙ্ঘনের সমস্যা এড়ানো যায়। বাস্তবে, তারা সম্পূর্ণরূপে তাত্ত্বিক। ব্ল্যাক হোল-এর বিপরীতে-একসময় বিশুদ্ধভাবে তাত্ত্বিক বলে মনে করা হয়-একটি প্রকৃত ওয়ার্মহোলের কোনো প্রমাণ পাওয়া যায়নি, যদিও তারা একটি বিমূর্ত তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার উপলব্ধি থেকে আকর্ষণীয়। আপনি এই সপ্তাহে শুধুমাত্র শিরোনাম পড়েন যে অনাবিষ্কৃত স্থিতি পরিবর্তিত হয়েছে এই ভেবে আপনাকে ক্ষমা করা হতে পারে যে ঘোষণা করে যে পদার্থবিদরা ব্যবহার করেছিল একটি ওয়ার্মহোল তৈরি করার জন্য একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার, একটি রিপোর্টিং নতুন কাগজ প্রকৃতিতে প্রকাশিত।

চলুন সরাসরি রেকর্ডটি সেট করা যাক: এটি একটি বাস্তবসম্মত ট্রাভার্সেবল ওয়ার্মহোল নয়—অর্থাৎ, একটি ব্ল্যাক হোলের মুখকে অন্য ব্ল্যাকহোলের সাথে সংযোগকারী স্থানকালের দুটি অঞ্চলের মধ্যে একটি সেতু, যার মধ্য দিয়ে একটি ভৌত ​​বস্তু যেতে পারে—যেকোনো বাস্তবে ইন্দ্রিয়. ফার্মিলাবের সহ-লেখক জোসেফ লাইকেন এই সপ্তাহে একটি মিডিয়া ব্রিফিংয়ে বলেছেন, “নীতিগতভাবে কিছু সম্ভব হওয়া এবং বাস্তবে সম্ভব হওয়ার মধ্যে পার্থক্য রয়েছে।” “সুতরাং আপনার কুকুরকে ওয়ার্মহোলের মাধ্যমে পাঠানোর বিষয়ে আপনার শ্বাস আটকে রাখবেন না।” কিন্তু এটা এখনও বেশ চতুর, নিফটি পরীক্ষা কোয়ান্টাম-স্কেল পদার্থবিজ্ঞানের পরীক্ষা-নিরীক্ষার যে ধরনের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ক্রমাগত উন্নতির সাথে সাথে সম্ভব হতে পারে তার নিজস্ব অধিকারে যা নীতির একটি উত্তেজনাপূর্ণ প্রমাণ প্রদান করে।

“এটি আসল জিনিস নয়; এটি বাস্তব জিনিসের কাছাকাছিও নয়; এটি সবেমাত্র এমন কিছুর অনুকরণও যা-বাস্তব জিনিসের কাছাকাছি নয়,” পদার্থবিদ ম্যাট স্ট্রাসলার তার ব্লগে লিখেছেন. “এই পদ্ধতিটি কি কোনো দিন সত্যিকারের ওয়ার্মহোলের সিমুলেশনের দিকে নিয়ে যেতে পারে? হয়তো সুদূর ভবিষ্যতে। এটি কি সত্যিকারের ওয়ার্মহোল তৈরির দিকে নিয়ে যেতে পারে? কখনোই না। আমাকে ভুল বুঝবেন না। তারা যা করেছে তা বেশ চমৎকার! কিন্তু হাইপ চাপুন?

তাহলে এই জিনিসটা কি যে ছিল “সৃষ্ট” একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে যদি এটি একটি প্রকৃত ওয়ার্মহোল না হয়? একটি এনালগ? বিয়ের মডেল? ক্যালটেকের সহ-লেখক মারিয়া স্পিরোপুলু এটিকে একটি উপন্যাস হিসাবে উল্লেখ করেছেন “ওয়ার্মহোল টেলিপোর্টেশন প্রোটোকল” ব্রিফিংয়ের সময়। আপনি এটিকে একটি সিমুলেশন বলতে পারেন, কিন্তু স্ট্রাসলার যেমন লিখেছেন, এটিও ঠিক নয়। পদার্থবিদরা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারে ওয়ার্মহোল সিমুলেট করেছেন, কিন্তু সেই সিমুলেশনগুলিতে কোনও ভৌত সিস্টেম তৈরি হয়নি। তাই লেখকরা “কোয়ান্টাম” শব্দটিকে পছন্দ করেন পরীক্ষা” কারণ তারা ব্যবহার করতে সক্ষম ছিল Google-এর সাইকামোর কোয়ান্টাম কম্পিউটার একটি অত্যন্ত জটিল কোয়ান্টাম সিস্টেম তৈরি করতে এবং নির্দিষ্ট মূল বৈশিষ্ট্যগুলির সরাসরি পরিমাপ করতে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি একটি ট্রাভার্সেবল ওয়ার্মহোলের গতিবিদ্যার তাত্ত্বিক বর্ণনার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ – তবে শুধুমাত্র স্থানকালের একটি বিশেষ সরলীকৃত তাত্ত্বিক মডেলে।

লিক্কেন এটি বর্ণনা করেছেন দ্য নিউ ইয়র্ক টাইমসকে “সবচেয়ে ছোট, ক্রামিস্ট ওয়ার্মহোল যা আপনি কল্পনা করতে পারেন।” তারপরেও, সম্ভবত একটি “কিছু নির্দিষ্ট ওয়ার্মহোলের মতো বৈশিষ্ট্য সহ পরমাণুর সংগ্রহ” আরও সঠিক হতে পারে। যা এই সাফল্যটিকে এত আকর্ষণীয় এবং সম্ভাব্য তাৎপর্যপূর্ণ করে তোলে তা হল পরীক্ষাটি তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে প্রভাবশালী এবং উত্তেজনাপূর্ণ সাম্প্রতিক কাজের কিছুকে কীভাবে আঁকে। তবে কী করা হয়েছিল এবং কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ তা সুনির্দিষ্টভাবে উপলব্ধি করার জন্য, আমাদের প্রায় এক শতাব্দী ধরে বিস্তৃত কিছু চমত্কার মাথাব্যথা বিমূর্ত ধারণার মধ্য দিয়ে কিছুটা অস্থির যাত্রায় যেতে হবে।

তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যায় তথাকথিত অ্যাডএস/সিএফটি চিঠিপত্রের চিত্র (ওরফে হলোগ্রাফিক নীতি)।
বড় করা / তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যায় তথাকথিত অ্যাডএস/সিএফটি চিঠিপত্রের চিত্র (ওরফে হলোগ্রাফিক নীতি)।

এপিএস/অ্যালান স্টোনব্রেকার

হলোগ্রাফিক নীতি পুনর্বিবেচনা করা

চলুন শুরু করা যাক জনপ্রিয়ভাবে হলোগ্রাফিক নীতি হিসাবে পরিচিত কি দিয়ে। যেমনটি আমি আগে লিখেছি, প্রায় 30 বছর আগে, তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীরা আমাদের ত্রিমাত্রিক মহাবিশ্ব আসলে একটি হলোগ্রাম বলে মনের বাঁকানো তত্ত্বটি প্রবর্তন করেছিলেন। দ্য হলোগ্রাফিক নীতি 1990 এর দশকে ব্ল্যাক হোল তথ্য প্যারাডক্সের প্রস্তাবিত সমাধান হিসাবে শুরু হয়েছিল। ব্ল্যাক হোল, সাধারণ আপেক্ষিকতা দ্বারা বর্ণিত, সাধারণ বস্তু। তাদের গাণিতিকভাবে বর্ণনা করার জন্য আপনাকে যা দরকার তা হল তাদের ভর এবং তাদের স্পিন এবং তাদের বৈদ্যুতিক চার্জ। সুতরাং আপনি যদি একটি ব্ল্যাক হোলে কিছু নিক্ষেপ করেন তবে কোনও লক্ষণীয় পরিবর্তন হবে না – এমন কিছুই যা সেই বস্তুটি কী হতে পারে সে সম্পর্কে একটি সূত্র সরবরাহ করবে। সেই তথ্য হারিয়ে গেছে।

কিন্তু সমস্যা দেখা দেয় যখন কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ ছবিতে প্রবেশ করে কারণ কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়মগুলি ধরে রাখে যে তথ্য কখনই ধ্বংস করা যায় না। এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সে, ব্ল্যাক হোলগুলি অবিশ্বাস্যভাবে জটিল বস্তু এবং এইভাবে প্রচুর পরিমাণে তথ্য থাকা উচিত। জ্যাকব বেকেনস্টাইন 1974 সালে বুঝতে পেরেছিলেন যে ব্ল্যাক হোলেরও এনট্রপি রয়েছে। স্টিফেন হকিং তাকে ভুল প্রমাণ করার চেষ্টা করেছিলেন কিন্তু তাকে সঠিক প্রমাণ করার পরিবর্তে ক্ষতবিক্ষত করেছিলেন, এই উপসংহারে এসেছিলেন যে ব্ল্যাক হোলগুলিকে একধরনের তাপীয় বিকিরণ তৈরি করতে হবে।

তাই ব্ল্যাক হোলেরও এনট্রপি থাকতে হবে এবং হকিংই প্রথম সেই এনট্রপি গণনা করেছিলেন। তিনি “হকিং রেডিয়েশন” এর ধারণাটিও প্রবর্তন করেছিলেন: ব্ল্যাক হোল একটি ক্ষুদ্র শক্তি নির্গত করবে, এর ভর একটি অনুরূপ পরিমাণে হ্রাস করবে। সময়ের সাথে সাথে, ব্ল্যাক হোলটি বাষ্পীভূত হবে। ব্ল্যাক হোল যত ছোট, তত দ্রুত অদৃশ্য হয়ে যায়। কিন্তু তারপরে এতে থাকা তথ্যের কী হবে? এটি কি সত্যিই ধ্বংস হয়ে গেছে, যার ফলে কোয়ান্টাম মেকানিক্স লঙ্ঘন হচ্ছে, নাকি হকিং বিকিরণে এটি কোনোভাবে সংরক্ষিত আছে?

হলোগ্রাফিক নীতি অনুসারে, একটি ব্ল্যাক হোলের অভ্যন্তর সম্পর্কে তথ্য তার ত্রিমাত্রিক আয়তনের (“বাল্ক”) মধ্যে না হয়ে তার দ্বি-মাত্রিক পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল (“সীমানা”) এ এনকোড করা যেতে পারে। লিওনার্ড সাস্কিন্ড এবং জেরার্ড’ট হুফ্ট এই ধারণাটিকে সমগ্র মহাবিশ্বে প্রসারিত করেছেন, এটিকে একটি হলোগ্রামের সাথে তুলনা করেছেন: আমাদের ত্রিমাত্রিক মহাবিশ্ব তার সমস্ত মহিমায় একটি দ্বি-মাত্রিক “সোর্স কোড” থেকে উদ্ভূত হয়েছে।

জুয়ান মালদাসেনা পরবর্তীতে একটি গুরুত্বপূর্ণ দ্বৈততা আবিষ্কার করেন, যা প্রযুক্তিগতভাবে হিসাবে পরিচিত AdS/CFT চিঠিপত্র—যা একটি গাণিতিক অভিধানের পরিমাণ যা পদার্থবিদদের দুটি তাত্ত্বিক বিশ্বের (সাধারণ আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স) ভাষার মধ্যে পিছনে যেতে দেয়। পদার্থবিদ্যায় দ্বৈততা মডেলগুলি দেখুন যা আলাদা বলে মনে হয় কিন্তু সমতুল্য পদার্থবিদ্যা বর্ণনা করতে দেখানো যেতে পারে। এটা অনেকটা এরকম যে কিভাবে বরফ, পানি এবং বাষ্প একই রাসায়নিক পদার্থের তিনটি ভিন্ন পর্যায়, একটি দ্বৈততা একই ঘটনাকে দুটি ভিন্ন উপায়ে দেখায় যা বিপরীতভাবে সম্পর্কিত। AdS/CFT-এর ক্ষেত্রে, দ্বৈততা হল স্পেসটাইমের একটি মডেলের মধ্যে যা অ্যান্টি-ডি সিটার স্পেস (AdS) নামে পরিচিত—যা আমাদের নিজস্ব ডি সিটার মহাবিশ্বের বিপরীতে ধ্রুবক নেতিবাচক বক্রতা রয়েছে—এবং কনফরমাল ফিল্ড থিওরি (CFT) নামে একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম। ), যার মাধ্যাকর্ষণ নেই কিন্তু কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট আছে।

এটি দ্বৈততার এই ধারণা যা ওয়ার্মহোল বিভ্রান্তির জন্য দায়ী। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, নেচার পেপারের লেখকরা একটি ভৌত ​​ওয়ার্মহোল তৈরি করেননি-তারা সাধারণ সমতল স্পেসটাইমে কিছু আটকে থাকা কোয়ান্টাম কণাকে ম্যানিপুলেট করেছে। কিন্তু সেই সিস্টেমের একটি ওয়ার্মহোল হিসাবে দ্বৈত বর্ণনা রয়েছে বলে অনুমান করা হয়।