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物理学家已经发现了第四维度的迹象

2019年07月01日 00:15:00 浏览:36268次 来源:宇宙探索未解之谜 供稿

        一般来说,我们谈论第四维度时,认为它是时空,很多科幻电影里将这些流行的维度误认为是平行宇宙,但物理学家指出的空间维度其实是,超出正常的三个维度的空间维度。


        科学家们也不确定我们能否感受或体验到其它高维度,他们认为,可能我们的大脑还没有这个能力。


        在数学上,科学家们可以描述第四维,但可能永远不会在物理领域上经历它,即便如此,这也不能阻止我们寻找更高维度的证据。一个帮助我们更容易理解它的是超立方体,即一个立方体内的立方体,但这只是一个模拟比喻,并不存在于现实世界中。


        那么,科学家如何才能真正探测到第四维度呢?

 

        有两个独立的科研小组,欧洲和美国小组,已经完成了双重实验。并发表在《自然》中。

 

        这两个都是2D的实验,利用量子霍尔效应,暗示了一个四维的世界。


        霍尔效应是,当你有一种电有利的材料,比如金属片或电线,通过它的电流时,电子向一个方向移动,它垂直于物质的磁场,而不是向左右两边。被称为洛伦磁力。霍尔效应的结果就是电子被卡在二维系统中。科学家通过量子霍尔效应限制电子,然后测量它们。


        跟着数学,你就会意识到量子霍尔效应也可以在四维系统中检测到。美国科学家说:物理上,我们没有四维空间系统,但我们可以使用低纬度系统来访问四维量子的物理,因为高维系统是以结构的复杂性来编码的。


        我们自己作为一个三维物体,可以投下一个二维的阴影。那么,一个四维的物体也应该投下一个三维的阴影,我们可以通过三维物体的影子来了解他。因此,我们也可以从四维物体的三维阴影中获得知识,这是合情合理的。实验中的两个小组都做了类似的事情。他们用激光捕捉到了第四维,每个实验都发表在两份报告中,这两份报告也发表在“自然”杂志中。

 

        在欧洲的实验中,科学家们提取了这种元素,并将其冷却至绝对零度,再将原子困在激光的晶格中,形成一种叫做“卵状光晶体”。接下来,引入更多的激光来激发原子,创造了一个量子“电荷泵”。虽然原子本身没有电荷,但他们模拟了电荷的运输。原子运动的细微变化,与量子霍尔效应在第四维度的表现是一致的。

 

        在美国的实验中,他们用玻璃来控制激光进入系统的流动。在一个长方形玻璃棱镜里,有一系列的通道。研究人员利用这些通道,作为导波装置来操纵光线,使其像电场一样工作,当光从相对的边缘跳到角落时,研究人员同样观察到了量子霍尔效应,就像它在四维系统时发生的一样。

 

        瑞典科学家认为,通过这两个实验,也许我们可以提出更高维度的物理学,然后设计出,能够利用更高维度的物理学的低维度的设备。

 

        当然,物理家们表示,探索四维世界不是他们的结局,因为他们认为宇宙多达11个维度。希望在将来他们能够实现更高维度的探索。

 

排名不分先后

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