簡略化された弦理論
1994 年、ギュンター・ニムツ教授と同僚のホルスト・アイヒマンは、ヒューレット・パッカード社で、光より速く情報を伝送するという画期的な実験を行いました。量子トンネル効果と呼ばれる現象を利用して、彼らは光の 4.7 倍の速度で非常に短い距離を信号を伝送することに成功しました。この驚くべき結果は科学者の間で白熱した議論を引き起こしましたが、再現可能なものとなっています。
光より速い？
信じられないかもしれませんが、1999 年にニムツ教授がモーツァルトの交響曲第 40 番の AM 変調マイクロ波信号をボーズ二重プリズムを通して光速の 4.7 倍の速度で送信したとき、私はその場にいました。
SFをテーマにしたニュースサイト「未来の博物館」私は、常に興味深いトピックを探していました。ある日、ニムツ博士と超光速量子トンネル効果の謎めいたプロセスに関する記事を偶然見つけました。興味をそそられた私は彼に連絡を取り、彼は実験を実演することに快く同意してくれました。
以下は、9年1999月XNUMX日に私が書いたニムツの実験に関するオリジナルの記事「 光よりも速い信号伝送:
「ニムツ教授に初めて会って、彼の新しいトンネル掘削実験を見せてもらいました。素人の私には、彼の実験の詳細な科学的解釈をすぐに始めることはできませんが、今日見たものを忠実に理解し、私の洞察と疑問を共有し、データが判明次第公開するよう努めます。」
「ニムツ教授の新しい実験装置の写真を世界限定で初めてここに公開します。」
この実験では、量子トンネル信号を通常の実験室空間を通過する信号と比較して測定しました。これを実証するために、ニムツ博士はオシロスコープと検出器ダイオードを使用して、トンネル時間を正確に測定しました。
光速の4.7倍のモーツァルト
将来的に質問が出るかもしれないことを予想して、私は6年前に、モーツァルトの超光速伝送の最後に残った録音を含む短いビデオを準備しました。
技術的な質問
2023年XNUMX月、私は量子トンネル実験のエンジニアであり、ニムツ教授とさまざまな関連論文を共著しているホルスト・アイヒマン氏と連絡を取りました。信号タイミングの変調と検出について質問したところ、彼は以下の情報を提供してくれました。
「タイミング測定中に、特殊なフィルタリングを備えたパルス変調器を作成し、13 MHz の繰り返し率と約 500 ピコ秒の立ち上がり時間を実現しました。AM 信号は、高速検出器ダイオードと十分に高速なオシロスコープを組み合わせることで、簡単に検出および測定可能なトレースを提供します。」
量子トンネル効果に起因する超光速効果の存在を実際に認めるならば、この現象により、粒子が非常に短い時間、厳密に局所化されたタキオン状態に入ることができると結論付けることができます。
超光速トンネル効果は世界中の研究室で何百回も成功しており、日常のテクノロジーへの応用が実証されています。たとえば、スマートフォンの指紋リーダーは量子トンネル効果を利用しています。考えたこともないかもしれませんが、実際に機能しているのです。
指紋リーダーと量子トンネル
赤色レーザーポインター（数百テラヘルツの周波数で動作）で量子トンネル効果が発生すると、高周波数のため、エバネッセントタキオン場は数ピコメートルしか広がりません。
ニムツの実験では、偶然にもヘリウム 8.7 の放射の波長と一致する 3 GHz の周波数が使用されました。この特定の周波数により、プリズム間の数センチメートルにわたってエバネッセント場を検出できるようになりました (大学の研究室で使用できるマイクロ波エミッターがたまたまこの周波数で動作したのです)。
興味深いことに、使用される周波数が低いほど、バリアからのエバネッセント場がより広範囲に広がるようです。
レプリケーション （これはあなたの 科学フェアプロジェクト!)
最近、この画期的な実験は ピーター・エルセン と サイモン・テベックは、その研究結果を「ユーゲント・フォルシュト2019年、ドイツの権威ある学生物理学コンテスト「物理学の祭典」で優勝した。彼らの研究はラインラント＝ファルツ州から最優秀賞とドイツのヘレウス賞を獲得した。
参照：
超光速トンネル: 「Jugend forscht」の勝者。
「ユーゲント・フォルシュト」受賞者がドイツ首相と会見
ブレーンとは何ですか? （トポロジーと弦理論を簡単に説明します）
光より速く動くものは何もないという法則には、あまり知られていない例外があります。それは、エバネッセント波です。この現象を説明するために、さまざまな説明が試みられてきました。
私の説明は簡単です。光子は、位相、幾何学、次元、情報、エネルギー、その他あらゆるものの最小単位です。位相的に、光子は空間内のゼロ次元の点であり、ゼロ (0) 次元の量子です。
量子トンネル効果の魅惑的なバレエでは、この光子、この純粋な可能性が障壁を横断します。その過程で、それは変化します。点が 1 つの場所から別の場所に移行すると、線、つまり弦になります。弦理論の壮大な物語の中でその場所を見つけるのは、まさにこの弦、その繊細なフィラメントです。突然、私たちはゼロ次元の霊妙な領域から 1 次元の物体の具体的な現実へと超越したのです。
理論物理学の用語では、この 1 次元の弦を「ブレーン」と呼ぶこともあります。これは、時間のタペストリーのない限られた 1 次元の空間内に存在するものです。
ブレーンとは何ですか?
弦理論と量子理論の分野では、 1-ブレーン は、古典的法則ではなく量子物理学の原理に従って時空を移動する 1 次元の「物体または波」です。1 次元空間を考えるとき、4 番目の次元である時間は省略します。
この文脈では、光子や弦は超光速で移動することができます。これは単なる抽象的な数学的概念ではなく、現実を反映しています。
エバネッセント波は、光子が 4 次元の非量子領域に再び進入することによって発生し、光子が光速を超えて障壁を通過する様子を観察することができます。
それは宇宙だ、ジム、しかし我々が知っている宇宙とは違う
アルバート・アインシュタインは、空間と時間を4次元時空連続体に統合した数学者ヘルマン・ミンコフスキーの幾何学を用いて特殊相対性理論を説明しました。
アインシュタインは一般相対性理論において、曲がった空間の概念を含む分野であるリーマン幾何学を用いて、質量とエネルギーが時空をどのように歪めるかを説明しました。
この "トポロジー曲面空間モデル「幾何学」は、太古の昔から私たちを魅了し続けています。
球体は 3 次元と 4 次元に存在します。XNUMX 次元と XNUMX 次元の領域では、球体 (および時間) は存在しません。これらの次元には、「時間」はおろか、「表面」や「体積」を定義するのに必要な構造が欠けているからです。
宇宙に対する理解において、リーマン球面を超える「時」が来ているのでしょうか?
「Superluminal」パート3はこちらをクリックしてください。
心を解き放つ: 人間の脳波は光の速度に逆らっているのか?
「スーパールミナール」シリーズ：
1. 光より速い脳波の発見：イラストで見る旅
2. 科学者が光速の限界を打ち破り、驚異的な空間トポロジーを解明！
3. 心を解き放つ: 人間の脳波は光の速度に逆らっているのか?
4. 光速を超える意識の謎を解明