Долгое время считалось, что вселенная имеет три измерения: верх - низ, лево - право, вперед - назад. В 1905 году Альберт Эйнштейн с помощью теории относительности помог нам также узнать «временное измерение». Но новое четвертое измерение пространства оставалось скрытым до сих пор.
Теперь недавнее исследование проливает свет на теорию нового пространственного измерения. Две группы ученых из США и Европы заявляют, что обнаружили четвертое измерение, которое не является временным, а результаты их исследования были опубликованы в журнале Nature.
Ученые провели два эксперимента, в которых они могли наблюдать квантовый эффект Холла - движение электронов в материале, ограниченном двумя измерениями, перпендикулярно магнитному полю, - и теоретически им удалось продемонстрировать, что этот эффект может быть достигнут в четырех пространственных измерениях.
Специалисты разработали инженерные системы со специальными двумерными конфигурациями: европейские ученые создали 2D-систему с ультра-холодными атомами рубидиевого металла и с ограничениями, установленными лазерами. В этой системе ученым удалось смоделировать перенос электрических зарядов, хотя атомы не заряжались.
Вторая группа ученых создала еще одну систему с легкими частицами, в которой свет проходил через волновод - специальный кристалл, способный контролировать световые волны, похожий на коробку со спагетти, сообщает Gizmodo. В этой системе свет должен был «путешествовать» между обеими точками одного из этих «спагетти», но ученым удалось заставить фотоны перейти к противоположным краям и углам системы.
© Фото: YouTube
Первый случай показывает 4D-эффект в «основной массе» физической системы, в то время как второй эксперимент демонстрирует этот эффект на ее «границах», объяснил физик Майкл Лозе из Университета Людвига-Максимилиана в Германии.
Однако эксперименты не смогли создать эффект Холла в реальной жизни, поскольку экспериментальные системы, как и весь наш мир, существуют только в трех измерениях, хотя в математике существуют четвертое и другие измерения. Эксперименты всего лишь показали, как 4D-эффект будет выглядеть в реальном мире, если бы он был четырехмерным, объясняет портал.
«Физически у нас нет 4D-космической системы, но мы можем получить доступ к квантовой физике 4D, используя систему с меньшим количеством измерений, потому что большая система кодируется в сложности структуры», - говорит Микаэль Рехтсман, главный исследователь и профессор физики из Университета штата Пенсильвания, США.
В этом смысле, если 2D-объекты являются «тенями», которые проектируют 3D-объекты, таким же образом объекты 4D должны проектировать 3D-тени, даже если 4D-объект не виден.
Хотя в рамках исследования не было найдено реальных четырехмерных систем, а скорее симуляции 4D-эффектов, эксперты намерены провести больше исследований влияния этого нового измерения.
С одной стороны, ученые надеются узнать больше о четвертом пространственном измерении, наблюдая их «тени» в существующих физических системах в реальной жизни. Но, с другой стороны, возможно, они смогут создать некоторые инженерные системы, которые смогут использовать многомерную физику трехмерного мира, надеется Рехтсман.
