第四维度空间真的存在吗?实验揭示我们生活的平行宇宙

来,阅读前和我一起想象下不同维度的空间:

闭上眼睛, 假想自己在二维平面里,此时你只能向前、向后、向左、向右。

你不甘心,轻轻一跃跳到了三维空间。此时你周围的物体开始有了体积,你的手脚可以上下摆动。你还是不甘心,再纵身一跃你来到了第四维空间。这时,你面对的是一个无法用任何词句形容的世界,在这里,你知道的方向已经没有了概念。这就是第四维空间。

最近有关这个空间的两个研究揭开了一点点新的面纱。

其实,第四维空间就在我们周围,只不过是隐藏在我们所看到的世界之外。

正如我们所熟知的第三维度空间,物体会在第二维度空间里留下投影,通过研究留下的投影,我们可以推算得出一些关于这个三维度物体的参数信息。

同理,只要我们找到第四维空间在3D世界里留下的“痕迹”,就能得出关于第四维空间的更多信息。这些痕迹是通过数学推导出的。理论上只能在第四维度空间里被观测到,即量子霍尔效应,英文简称4D QHE。

近日,《自然》杂志刊发了两篇文章相关研究论文,揭示了4D空间的小秘密,即由多维度独立空间所组成。

两篇论文运用了不同方法探索第四维空间的存在,都是去寻找这个4D QHE。这个效应是普通二维导体在超高磁场和绝对零度下所产生的特性。

根据报道:第一个实验是利用活跃状态下的铷原子,这些原子在每个维度上都进行了特殊编码。将其置于两个维度之下的激光器时,它会产生一种二维量子“电荷泵”,它们便具有像电荷一样的物理特性(虽然它们本身不带电)。

通过这个实验系统,原子的特殊移动被描述为与4D量子霍尔效应相关。

另一个实验是使用了一块经过特殊处理玻璃制成的盒子。玻璃里有着精心雕刻出来的连续光通道,当摇动盒子时,从一端射进的光子产生了带电粒子特性。

当光子在通道里“跳跃”而不是连贯的穿过光通道时,这种现象也表明与4D QHE相关。

尽管以上两项个实验都不是在真正的第四维度系统中进行的,但让科学家们以新的方式展现了可能发生在我们看不到的第四维度空间里的现象。

负责这两个研究项目的物理学家们不仅仅在试图解决一个有趣的科学难题,他们也希望尽可能地扩展我们的视野和知识技术疆土。

他们认为,即使我们不能真正体验到第四维空间,但是,向靠近真相的道路上迈进了一小步,并且为开展进一步实验提供了很多宝贵经验。

“或许我们能在更高维度空间里找到新的物理法则,然后利用其物理特性来设计出一些能在低维度应用的特殊装置。”

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