三維時(shí)空不是宇宙中的唯一時(shí)空形式,宇宙不只存在我們肉眼所見(jiàn)的三維時(shí)空,還有其它時(shí)空??茖W(xué)家近日使用量子試驗,證實(shí)四維時(shí)空物質(zhì)的存在,首次洞見(jiàn)四維空間的存在特點(diǎn)。它意味著(zhù)物理學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。
科學(xué)家利用電子的量子霍爾效應實(shí)現對四維時(shí)空的觀(guān)測。所謂霍爾效應,即電子只能在一種事前確定“拓撲通路”的二維狀態(tài)中運動(dòng)。電子在磁場(chǎng)的作用下,電流僅能在物質(zhì)的邊緣流動(dòng)。
科學(xué)家在實(shí)驗室中,將兩個(gè)特定設計的二維狀態(tài)電子合在一起,測定其霍爾效應,因此能夠捕捉極短暫的四維時(shí)空狀態(tài)。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家吉爾伯格說(shuō):“該實(shí)驗將以前不可能觀(guān)測四維空間變成可能。我們肉眼所見(jiàn)的物質(zhì)空間都是三維?!?/p>
該大學(xué)的研究者表示,該實(shí)驗實(shí)質(zhì)是創(chuàng )建一種“虛擬維數”,而不是直接觀(guān)察實(shí)實(shí)在在的四維空間?;蛘哒f(shuō),該實(shí)驗將理論上的二維空間轉換為四維空間。
科學(xué)家的具體試驗方法是,首先使用激光,制造一種2D通路,讓激光在這個(gè)通路上傳輸光波。然后,使用交叉激光束影響超低溫原子的運動(dòng)。最后觀(guān)察原子運動(dòng)的改變特點(diǎn),即反映出四維空間的特征。
吉爾伯格表示,這種實(shí)驗距離實(shí)際應用還差得很遠,但是會(huì )積極促進(jìn)未來(lái)的深入探索。
科學(xué)家表示該實(shí)驗有助于理解弦宇宙理論,該理論認為宇宙存在高維數時(shí)空,宇宙中存在著(zhù)無(wú)數超出我們認知的物質(zhì)結構類(lèi)型。而它們都能在三維時(shí)空中顯現其蹤影,黑洞是超出三維時(shí)空的大門(mén)。
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