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全息仪就是holometer,一种正在建造的新的干涉仪。这种干涉仪据说是用来测量时空不对易性质,以及全息原理的一些效应。

建造这台仪器的人有些出人意料,他是一位天体物理学家,是SDSS的成员,Craig Hogan,我过去在博客里曾经提到过他和他的想法:视觉盛宴

(MIT physicist Sam Waldman in the laser lab where the holometer is being constructed)

这两台全息仪有40米长,期待明年建成。现已建成一个一米长的玩具模型。

在那篇博文中,我提到Hogan的测不准关系,其中L是纵向距离,例如某个遥远的天体到我们的距离,是我们在横向测量的不准确度。

为了节省时间,我将那篇博文的有关段落拷贝如下:

我想,也许一个比较简单的理由是这样的。假如这个不确定横向位置是,如果我们想通过实验手段来测量它,涉及到的能量不能超过,这个能量使得来自于远方物体的光线产生引力弯曲,其角度是,这个角度又不能超过,将这两个量等同起来,我们就获得:

这个关系有一个漂亮的全息原理解释:考虑一个半径为L的球,由于球面上的最小解析尺度是,最小解析角是,所以球上最多能解析个方向,如果每个方向上的自由度最多是,其中是截断,那么总的自由度不超过,这就是Bekenstein-Hawking熵!

这么看来,Hogan的猜测的确有些合理性。让我更加相信其合理性的一个理由与暗能量有关。同样考虑一个半径大约是宇宙半径的球,在球面上,基本的长度截断不是而是,所以一个全息理论家就会推测,球内部的紫外截断应该是从而零点能应该是,这正是全息暗能量。

我们看到,Hogan的就是通过全息原理决定出来的紫外截断。

比较有趣的是,Hogan推出,如果两个事件由一个null ray连接起来,每个事件有对应的横向坐标算符,这里X垂直于两个事件的空间连线,那么有

其中C是一个无量纲的常数,大约是1的量级。这个对易关系可以由Hogan的横向测不准关系推出。

Hogan想用LISA这样的实验来直接测量他嘴里所谓的全息噪音,由于我对实验不熟,不敢评价。既然Hogan是做天文的,也许他的想法有道理。

Hogan的工作到现在为止基本无人关注,我觉得他的工作值得仔细研究。

我支持他也有一个私人的理由,因为如果他有道理,全息暗能量模型就有道理,我就会得到更多的credit。

现在重新看这一段,还是很刺激。

更刺激的是,Hogan开始准备做实验了!

关于Hogan在正建造全息仪的消息在这里

Hogan’s holometer: Testing the hypothesis of a holographic universe

那么,如何才能测量非对易性或全息原理的一些效应?Hogan在今年2月份的文章中有解释,文章是

Interferometers as Holographic Clocks

我打算很快写一篇专栏文章,所以今天就不仔细解释了,只拷贝Hogan文章的摘要:

It is proposed that the spatial positions of bodies, relative to a classical metric and measured by interactions with classical radiation, are represented by directional quantum operators with Planck scale quantum conditions. With an antisymmetric commutator, the measured speed of light is the same at all frequencies, null fields are nondispersive, and phase is invariant on null sheets, but spacetime position measurements in different directions do not commute. This hypothesis leads to a new source of spatially coherent, Planckian “holographic noise” in relative measured phases of null fields propagating in different directions. Predicted phase correlations are estimated and compared with the sensitivities of current and planned interferometer experiments. Nearly co-located Michelson interferometers correlated at high frequency should be able to achieve the Planckian noise limit.
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李淼

李淼

341篇文章 6年前更新

男,1962年10月出生。中山大学天文与空间科学研究院院长,研究方向包括超弦理论、量子引力等。 1982年毕业于北京大学物理系,1984年在中国科技大学获理学硕士学位,1988年在该校获博士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学波尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美Santa Barbara加州大学、布朗大学任研究助理、助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究员。

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