Międzynarodowe konsorcjum Quantum Information Structure of Spacetime kierowane przez prof. Carlo Rovellego otrzymało wart ponad 2 mln dol. grant badawczy z amerykańskiej Fundacji Johna Templetona. W projekcie uczestniczy nasz naukowiec, dr Jakub Mielczarek z Zakładu Teorii Układów Złożonych.

Lider nagrodzonego projektu prof. Carlo Rovelli to współtwórca pętlowej grawitacji kwantowej, światowy autorytet w dziedzinie fizyki czasu i poczytny autor książek popularnonaukowych. W polskim przekładzie ukazały się jego książki: „Siedem krótkich lekcji fizyki”, „Rzeczywistość nie jest tym czym się wydaje” i „Tajemnica czasu”.

Dr Jakub Mielczarek jest jednym z głównym wykonawców w projekcie (ang. Principal Investigator) i zarazem jedynym polskim naukowcem w konsorcjum. Ponadto badania w projekcie będą realizować naukowcy m.in. z takich ośrodków jak Uniwersytet w Oksfordzie, Instytut Perimeter w Kanadzie, Uniwersytet Stanu Pensylwania, Uniwersytet w Hong Kongu i Uniwersytet Aix-Marseille. Projekt potrwa do 2022 roku.

Celem projektu będzie zbadanie znaczenia teorii informacji kwantowej w opisie oddziaływań grawitacyjnych. Dotyczy to zarówno fundamentalnych zagadnień takich jak możliwość interpretacji czasoprzestrzeni jako przejawu splątania kwantowego, jak również możliwości przeprowadzenia eksperymentów grawitacyjnych z wykorzystaniem technologii kwantowych. Badania na ten temat są już prowadzone m.in. w kierowanym przez dr. Mielczarka zespole Quantum Cosmos. W ramach dotychczasowych badań, przeprowadzono m.in. pierwsze na świecie próby symulacji kwantowej grawitacji z wykorzystaniem dostępnych nadprzewodzących komputerów kwantowych.

Otrzymany z Fundacji Templetona grant pozwoli na rozbudowanie szerokiej współpracy międzynarodowej w tym obszarze, m.in. poprzez organizację w 2021 roku w Krakowie międzynarodowej konferencji poświęconej symulacjom fizyki grawitacyjnej na komputerach kwantowych.

Badania prowadzone w ramach Quantum Cosmos Lab finansowane są obecnie m.in. z grantu Sonata Bis z Narodowego Centrum Nauki. Prace w ramach grantu, poświęcone są próbie zbudowania kwantowej teorii oddziaływań grawitacyjnych i innych teorii pól, charakteryzowanych przez zakrzywione przestrzenie fazowe.

W dotychczas rozważanych opisach teoretycznych pól fizycznych przyjmowane jest, że przestrzenie fazowe posiadają zerową krzywiznę. Możliwość odejścia od tego założenia została zaproponowana w 2016 roku przez dr. Jakuba Mielczarka i jego współpracownika dr. Tomasza Trześniewskiego, w ramach nowego podejścia nazwanego Nonlinear Field Space Theory (NFST).

W tym roku, dr Jakub Mielczarek wraz ze swoim obecnym doktorantem Danilo Artigasem oraz prof. Carlo Rovellim dokonali zastosowania NFST do opisu ewolucji Wszechświata, pokazując m.in., że zwartość przestrzeni fazowej prowadzi do rekolapsu (zapadnięcia) Wszechświata po fazie dominacji stałej kosmologicznej. Wyniki te otworzyły również zupełnie nową możliwość prowadzenia symulacji układów grawitacyjnych z wykorzystaniem komputerów kwantowych, co jest przedmiotem aktualnie prowadzonych badań.

Źródło: PAP Nauka w Polsce