如果每一个遍及空间的能量场都被认为是一个池塘的表面，而波浪和粒子就是那个表面上的湍流，那么新的证据就加强了一个论点，即一个充满活力的、隐藏的世界就在这个表面之下。

几十年来，亚原子世界的表面描述足以对大多数物理现象进行精确的计算。但最近，一种与已知量子力学方法难以描述的奇特物质吸引了物理学家们深入海底。

“我成长为一名物理学家，就生活在那片平地上，那个二维空间里，”研究这些奇怪物质形式的哈佛大学物理学教授苏比尔萨赫德夫说。现在，有一个全新的维度需要探索，他说，“你可以把这些粒子想象成仅仅停留在那个表面上。”

在所有奇怪的物质形式中，铜酸盐可能是最奇怪的。铜酸盐是一种含有铜的金属，具有高温超导性。加州大学圣巴巴拉分校的物理学家们探索了更深层次的现象，他们声称这些现象与铜酸盐令人费解的“表层”行为有关。通过把计算重点放在潜在的环境上，研究人员推导出了一个铜酸盐导电性的公式，而之前只有在实验中才知道这个公式。

“令人惊奇的是，你从这个理论开始，你就得到了这些奇怪超导体的导电性，”没有参与这项研究的萨奇德夫说。

荷兰莱顿大学的理论物理学家扎南说，研究结果支持了这样一个证据，即这种观察大自然构成要素的新方法是真实的，而且“非常真实”。

更重要的是，这些结果可以被看作是弦理论的一种不寻常的间接证据——弦理论是一个有40年历史的框架，它将量子力学和重力编织在一起，在数学上优雅而深刻地解释了弦理论。

暗物质被认为占宇宙质量的84%。随着人们对暗物质性质的疑问日益逼近，以及对“万物理论”的探索，研究人员表示，这些发现可能会产生广泛的影响。

扎南说:“在未来几年里，我们有可能在基础物理领域取得巨大进展。”“它移动得非常非常快。”

表面之下

如果波和粒子就像池塘表面的湍流，那么这种湍流和池塘内部事件之间的联系最早是由1997年发现的一个数学原理描述的。在一篇具有里程碑意义的论文中，阿根廷裔美国物理学家胡安马尔达塞纳写道，表明在三维空间中发生的事件在数学上对应于该区域二维边界上发生的非常不同的事件。(4-D中的事件也对应于3-D中的事件，5-D对应于4-D中的事件，以此类推。)

考虑隐喻池的三维内部和二维表面。为了使对应关系起作用，内部必须用弦理论进行数学描述，在弦理论中，电子、光子、引力子和自然界的其他组成部分都是看不见的小一维线，或“弦”。“质量和其他宏观特性与弦的振动相对应，不同物质和力之间的相互作用来自弦的分裂和连接方式。这些弦住在池塘里。

现在，假设池塘的二维表面是由量子力学描述的。粒子是表面上的溅起的水花，而波是这些溅起水花的涟漪的级联。在这个假想的池塘表面，没有重力。

胡安马尔达塞纳于1997年发现了全息二象性，该理论认为，空间中包含重力且由弦理论描述的事件，在数学上等同于该区域表面包含粒子且无重力的事件。

马尔达塞纳的发现，被称为全息二象性，表明内部区域的事件，包括引力，由弦理论描述，在数学上可以转化为表面上的事件，是无引力的，由量子粒子理论描述。

马尔达塞纳说:“要理解这种关系，关键的一点是，当引力理论易于分析时，边界上的粒子——或者用池塘的比喻，表面上的粒子——就会相互作用非常强烈。”反之亦然:当粒子表面平静时，就像它们在大多数物质中一样，那么池塘内部的情况就极其复杂。

这种对比使得对偶性很有用。

含有铜酸盐的奇异物质属于第一类;实验表明，这些材料中的粒子相互作用非常强烈，以至于失去了它们的个性。物理学家说，这些粒子是“紧密相关的”。“每个重叠点对应的波纹如此之大，以至于人们相信会发生一种群体效应。斯坦福大学(Stanford University)物理学教授肖恩哈特诺尔说，与强相关的物质可能会以不同的、意想不到的方式表现，这是用已知的量子力学方法难以描述的，有时甚至是无法描述的。“你需要一种不同的方式来看待它们，而不是从单一的粒子描述开始，”他说。“你不会试图用单个的水分子来解释海洋。”

如果强烈相关的物质被认为是“生活”在池塘的二维表面上，全息二元性表明，该表面上的极端湍流在数学上等同于内部的静水。物理学家可以通过研究下面这种平行但简单得多的情况来了解地表的行为。“你可以在那个宁静的世界里计算东西，”扎南说。

文章来源：《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/zonghexinwen/2021/1025/1237.html

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