Voor wie meer wil weten

Heelal

cmbr_planck_sq.jpg
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (18): Snaren en de natuur

DoorMarcel Vonk
Deel 19
16 min

Na maar liefst achttien weken sluiten we vandaag ons dossier over snaren en holografie voorlopig af. In de artikelen in dit dossier hebben we allerlei aspecten van de snaartheorie belicht. Het zal de lezer niet ontgaan zijn dat het daarbij met name over de theoretische aspecten van de snaartheorie is gegaan. Het experiment is maar zelden in onze artikelen ter sprake gekomen. Dat is om twee redenen niet verbazend. Ten eerste gaat deze website over de theoretische natuurkunde. Ten tweede is de snaartheorie, vanuit de vraag die eraan ten grondslag ligt – hoe we quantummechanica en relativiteitstheorie in één raamwerk kunnen verenigen – uit zichzelf natuurlijk erg theoretisch van opzet.

wormhole.png
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (17): Zwaartekracht zonder zwaartekracht

DoorMarcel Vonk
Deel 18
2 min

In het artikel van vorige week kondigden we aan dat vandaag het voorlopig laatste artikel uit ons dossier over snaren en holografie zou verschijnen. Niets is echter veranderlijker dan het Nederlandse weer en de planning van de Quantum Universe-website, want afgelopen week verscheen op de website van het tijdschrift Nature een artikel dat zo mooi aansluit bij de onderwerpen die we hier behandeld hebben dat we dat nog graag als tussen-artikel in dit dossier wilden invoegen.

blackhole6.jpg
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (16): Zwaartekracht en entropie

DoorMarcel Vonk
Deel 17
10 min

In de voorgaande artikelen van dit dossier hebben we gezien dat de begrippen entropie en zwaartekracht veel met elkaar te maken hebben. Dat is een verrassend resultaat, want entropie is een begrip uit de thermodynamica: een theorie die op het eerste gezicht totaal andere natuurkunde beschrijft dan de zwaartekracht. Is de wiskundige overeenkomst tussen thermodynamica en zwaartekracht louter toeval, of is komt hier een belangrijk gegeven over de fundamentele natuur aan het licht?

cube.jpg
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (15): Entropie en oppervlak

DoorMarcel Vonk
Deel 16
14 min

In het vorige artikel in deze serie bespraken we het begrip verstrengelingsentropie. Net als ‘gewone’ entropie is verstrengelingsentropie een maat voor de hoeveelheid informatie die een  natuurkundig systeem bevat. Anders dan normale entropie is het begrip verstrengelingsentropie echter ook van toepassing als we willen weten hoeveel informatie er verborgen zit in een deelsysteem – zelfs als dat deelsysteem op quantumschaal verstrengeld is met de rest van het systeem. Bij het lezen van het vorige artikel heeft de lezer zich misschien afgevraagd wat dit alles te maken heeft met de hoofdonderwerpen van dit dossier: snaartheorie, het holografisch principe, en de quantumzwaartekracht. In dit artikel zullen we ontdekken wat die link precies is tussen deze onderwerpen en verstrengelingsentropie.

entanglement.jpg
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (14): Verstrengelingsentropie

DoorMarcel Vonk
Deel 15
14 min

In de afgelopen twee artikelen in dit dossier hebben we twee toepassingen van het holografisch principe besproken. In beide gevallen ging het om toepassingen die uiteindelijk iets zeggen over waarnemingen en experimenten: in het ene geval leert holografie ons iets over het quark-gluonplasma dat het vroege heelal vulde; in het andere geval leert het ons iets over een bepaalde klasse van zwarte gaten. Vandaag en in het artikel van volgende week komen we een toepassing tegen die meer in de oorspronkelijke lijn van het holografisch principe ligt: een toepassing waarbij de ene theorie ons iets vertelt over de andere. Om die toepassing te kunnen begrijpen, moeten we eerst weten wat natuurkundigen verstaan onder ‘verstrengelingsentropie’. Dat begrip is daarom het onderwerp van vandaag.

g1915_small.jpg
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (13): Kerr/CFT

DoorMarcel Vonk
Deel 14
12 min

Het holografisch principe, het onderwerp van deze reeks artikelen, stelt ons in staat om allerlei vragen over de mysterieuze theorie van de quantumzwaartekracht “om te schrijven” naar vragen over een veel begrijpelijkere quantumveldentheorie. De grote vraag is: zijn er in de natuur om ons heen systemen waarop dit principe direct van toepassing is, en waaraan we metingen kunnen doen, zodat we het holografisch principe experimenteel kunnen testen?

newton.png
Serie: Wetten van Newton
Heelal

De wetten van Newton (I)

DoorManus Visser
Deel 1
6 min

Iedereen heeft wel eens gehoord van de wetten van Newton. Maar wat houden deze natuurwetten precies in? En wat is hun status in de huidige natuurkunde? In deze serie van artikelen zullen we deze vragen beantwoorden. We beginnen met de eerste wet van Newton.

blackbody.png
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (11): De informatieparadox

DoorMarcel Vonk
Deel 12
14 min

Het holografisch principe heeft, sinds Juan Maldacena er in 1998 een eerste voorbeeld van vond, allerlei toepassingen gevonden in de moderne theoretische natuurkunde. In het vorige artikel in deze serie hebben we gezien dat het holografisch principe afkomstig is uit ideeën over zwarte gaten. Het ligt dus voor de hand dat een deel van de toepassingen ons ook nieuwe dingen leert over deze mysterieuze objecten. Vandaag bespreken we misschien wel het bekendste voorbeeld waarin dat het geval is: de informatieparadox.

holography.png
Serie: Snaren en holografie
Heelal

Snaren en holografie (10): Het holografisch principe

DoorMarcel Vonk
Deel 11
14 min

In het vorige artikel in dit dossier zagen we hoe de Argentijn Juan Maldacena ontdekte dat twee op het oog heel verschillende natuurkundige modellen exact hetzelfde beschreven. Het ene model is een model van snaarvormige deeltjes in een tiendimensionale ruimte, waarmee onder meer de quantumzwaartekracht beschreven kan worden. Het andere model is een ‘gewone’ quantumveldentheorie in vier dimensies, waarin de zwaartekracht geen enkele rol speelt. In dit artikel zullen we zien hoe deze ontdekking een antwoord gaf op een vijfentwintig jaar oude vraag.