Ние живеем в триизмерна Вселена с три пространствени измерения и едно допълнително време. Опитите на две групи учени обаче показаха, че наличието на четвъртото пространствено измерение наистина е възможно и не се ограничава до прости посоки нагоре и надолу, наляво и надясно, а също така напред и назад.
Веднага трябва да се вземе под внимание, че подобни заключения противоречат на добре познатите закони на физиката, се основават на много сложни изчисления, частично теоретични експерименти и използване на законите на квантовата механика.
Сравнявайки резултатите от наблюдението на две специално създадени двумерни медии, два независими екипа от учени от Европа и САЩ успяха да намерят път към четвъртото пространствено измерение, генерирайки така наречения квантов ефект на Хол - явлението проводимост на двуизмерен газ при ниски температури в силни магнитни полета.
„Физически нямаме 4-измерено пространство, но можем да постигнем 4-измерен квантов ефект на Хол с нискомерна система, защото високомерната система е кодирана в сложната си структура , казва Макаел Рехтсман, професор от Университета в Пенсилвания.
„Може да успеем да измислим нова физика в по-високо измерение и след това да създадем устройства, които имат това предимство в по-ниските измерения.“
С други думи, 3D обекти хвърлят 2D сенки, от които можете да познаете формата на тези обекти. Наблюдавайки някои реални физически триизмерни системи, можем да разберем нещо за тяхната четириизмерна природа, тъй като според физиците триизмерните обекти могат да бъдат сенки на четириизмерни обекти, които се появяват в по-ниски измерения. Всичко това може да доведе до някои нови фундаментални открития в науката.
Благодарение на много сложни изчисления, за които беше присъдена Нобеловата награда през 2016 г., сега знаем, че квантовият ефект на Хол показва съществуването на четвърто измерение в пространството. Последните експерименти на два екипа физици, публикувани в списание Nature, ни дават пример за ефектите, които това четвърто измерение може да има.
Европейски екип от учени охлажда атомите до почти абсолютна нула и използва лазери, за да ги постави в двуизмерна решетка. Прилагайки квантова „помпа“за възбуждане на хванати атоми, физиците са забелязали малки вариации в движението, които съответстват на проявленията на 4D квантовия Хол ефект, което показва, че това четвърто измерение може да бъде достъпно.
Промоционално видео:
Американският екип от физици също използва лазери, но за да контролира светлината, преминаваща през стъкления блок. Чрез симулиране на ефекта на електрическо поле върху заредени частици учените също успяха да наблюдават ефектите на 4D квантовия Хол ефект.
Според учените и двата експеримента се допълват перфектно.
Разбира се, ние нямаме физически достъп до този четириизмерен свят (тъй като сме в капан в триизмерното пространство), но учените смятат, че чрез квантовата механика можем да научим повече за четириизмерното пространство и да разширим ограничените ни познания за Вселената.
За по-голяма яснота препоръчваме да гледате видеоклипа по-долу. Показва как герой от 2D платформатор изведнъж се озовава в 3D свят. Според нашата перспектива ще ни се струва, че все още сме в двуизмерен свят, но докато се движим в него, ще видим някои изкривявания на пространството, тъй като триизмерният свят ще се наслагва върху двуизмерната равнина. Учените са наблюдавали подобни изкривявания в експериментите, описани по-горе. Именно те посочиха съществуването на четириизмерно пространство, което не можем да видим физически, но ефектите от него се наслагват върху нашата триизмерна равнина.
Въпреки факта, че физически не можем да влезем в четириизмерното пространство, получихме доказателства за неговото съществуване и по-ясна картина за това как работи. Учените от своя страна искат да използват резултатите от тези наблюдения за по-подробен анализ. Кой знае, може би в хода на по-нататъшната работа ще могат да направят и други открития.
Николай Хижняк