세계를 연결하다: 물리학자들이 홀로그램 원리에 대한 새로운 테스트를 개발하다

정확히 100년 전, 오스트리아의 저명한 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(네, 바로 그 고양이 남자죠)는 양자 물리학에서 입자의 거동을 설명하는 자신의 이름을 딴 방정식을 제시했습니다. 양자역학의 핵심 요소인 슈뢰딩거 방정식은 계의 파동 함수와 그 함수가 시간에 따라 어떻게 동적으로 변하는지를 계산하는 방법을 제공합니다.

유타주립대학교 물리학자 아베이 카티알은 "양자역학은 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 함께 현대 물리학의 두 기둥입니다."라고 말했습니다.

"문제는 과학자들이 반세기 이상 이 두 이론을 조화시키려고 노력해 왔다는 것입니다."

물리학과에서 박사과정 학생이자 하워드 L. 블러드 대학원 펠로우인 카티알은 양자역학은 아원자 수준에서 물질과 힘의 행동을 설명하는 반면, 일반 상대성 이론은 대규모 중력을 설명한다고 말합니다.

"물리학의 많은 미지수는 한쪽에서 다른 쪽으로 설명이 가능하지만, 이런 설명은 종종 양립할 수 없습니다."라고 카티알의 교수 멘토이자 준교수인 오스카 바렐라가 말했습니다.

"양자 중력은 이런 이론들을 합치려는 시도이지만, 오늘날까지 우리는 양자 중력이 무엇인지 모릅니다."

양자 중력에 대한 올바른 이론을 찾기 위한 탐구에서, 바렐라와 카티알은 전 USU 박사후 연구원인 리타브라타 바타차리아와 함께 홀로그램 원리를 테스트하는 과정에서의 진행 상황을 설명합니다. 그들은 홀로그램 원리가 모든 유효한 양자 중력 이론의 핵심 속성이라고 말합니다.

연구팀은 2025년 4월 6일 미국 물리학회(American Physical Society)의 Physical Review Letters 온라인판에 연구 결과를 발표했습니다 . 이 연구는 미국 국립과학재단(NSF)의 소립자물리학-이론 프로그램의 지원을 받았습니다.

바렐라는 "양자 중력에 대한 제안된 이론은 실험적으로 검증하기 어렵습니다. 극도로 높은 에너지나 극도로 작은 규모에서 발생하는 효과를 예측할 기술이 없기 때문입니다"라고 말했습니다.

"저희 같은 이론 물리학자에게 정확한 수학적 모델은 실험 물리학자의 장비와 같습니다. 즉, 물리적 세계에 대한 예측을 내리는 데 사용될 수 있습니다."

USU 팀에게 홀로그램 원리는 물리학적 사고의 새로운 지평을 향해 나아가는 수단입니다.

바렐라는 "홀로그램 원리는 양자 중력에 대한 예측을 위한 우리의 모델입니다."라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250506131148.htm