Živimo v tridimenzionalnem vesolju s tremi prostorskimi dimenzijami in enim dodatnim časom. Vendar pa so poskusi dveh skupin znanstvenikov pokazali, da je prisotnost četrte prostorske dimenzije res mogoča in ni omejena na preproste smeri gor in dol, levo in desno ter tudi naprej in nazaj.
Takoj je treba upoštevati, da takšni sklepi nasprotujejo znanim fizikalnim zakonom, temeljili so na zelo zapletenih izračunih, delno teoretičnih eksperimentih in uporabi zakonov kvantne mehanike.
S primerjavo rezultatov opazovanj dveh posebej ustvarjenih dvodimenzionalnih medijev sta dve neodvisni skupini znanstvenikov iz Evrope in Združenih držav Amerike lahko našli pot do četrte prostorske dimenzije in ustvarili tako imenovani kvantni Hallov učinek - pojav prevodnosti dvodimenzionalnega plina pri nizkih temperaturah v močnih magnetnih poljih.
"Fizično nimamo 4-dimenzionalnega prostora, vendar lahko z nizko-dimenzionalnim sistemom dosežemo 4-dimenzionalni kvantni Hallov učinek, ker je visoko-dimenzijski sistem kodiran v svoji zapleteni strukturi," pravi Makael Rechtsman, profesor na univerzi v Pensilvaniji.
"Morda bomo lahko prišli do nove fizike v višji dimenziji in nato ustvarili naprave, ki imajo to prednost v nižjih dimenzijah."
Z drugimi besedami, 3D predmeti mečejo 2D sence, iz katerih lahko uganite obliko teh predmetov. Če opazimo nekaj resničnih fizičnih tridimenzionalnih sistemov, lahko razumemo nekaj o njihovi štiridimenzionalni naravi, saj so po mnenju fizikov tridimenzionalni predmeti lahko sence štiridimenzionalnih predmetov, ki se pojavljajo v nižjih dimenzijah. Vse to lahko privede do nekaterih novih temeljnih odkritij v znanosti.
Zahvaljujoč zelo prefinjenim izračunom, za katere je bila leta 2016 podeljena Nobelova nagrada, zdaj vemo, da kvantni Hallov učinek kaže na obstoj četrte dimenzije v vesolju. Zadnji poskusi dveh skupin fizikov, objavljeni v reviji Nature, nam dajejo primer učinkov, ki jih ima ta četrta dimenzija.
Evropska skupina znanstvenikov je atome ohladila na skoraj nič in uporabila laserje, da bi jih postavila v dvodimenzionalno mrežo. Z uporabo kvantne "črpalke" za vzbujanje ujetih atomov so fiziki opazili majhne razlike v gibanju, ki ustrezajo manifestacijam 4D kvantnega Hallovega učinka, kar kaže, da je mogoče dostopati do te četrte dimenzije.
Promocijski video:
Ameriška ekipa fizikov je uporabljala tudi laserje, vendar za nadzor svetlobe, ki prehaja skozi stekleni blok. S simulacijo vpliva električnega polja na nabito delce so znanstveniki lahko opazovali tudi učinke 4D kvantnega Hallovega učinka.
Po mnenju znanstvenikov se oba eksperimenta odlično dopolnjujeta.
Seveda nimamo fizičnega dostopa do tega štiridimenzionalnega sveta (saj smo ujeti v tridimenzionalni prostor), vendar znanstveniki verjamejo, da lahko s pomočjo kvantne mehanike izvemo več o štiridimenzionalnem prostoru in razširimo svoje omejeno znanje o vesolju.
Zaradi jasnosti priporočamo ogled spodnjega videoposnetka. Pokaže, kako se lik iz 2D platformerja nenadoma znajde v 3D svetu. Glede na našo perspektivo se nam bo zdelo, da smo še vedno v dvodimenzionalnem svetu, toda ko se bomo gibali v njem, bomo videli nekatera izkrivljanja prostora, saj bo tridimenzionalni svet nameščen na dvodimenzionalni ravnini. Znanstveniki so v zgoraj opisanih poskusih videli podobna izkrivljanja. Prav oni so nakazali obstoj štiridimenzionalnega prostora, ki ga fizično ne vidimo, vendar so njegovi učinki nameščeni na naši tridimenzionalni ravnini.
Kljub temu, da fizično ne moremo priti v štiridimenzionalni prostor, smo dobili dokaze o njegovem obstoju in jasnejšo sliko, kako deluje. Znanstveniki želijo rezultate teh opazovanj uporabiti za podrobnejšo analizo. Kdo ve, morda bodo v nadaljnjem delu lahko izvedli še druga odkritja.
Nikolaj Hizhnyak