Živimo u trodimenzionalnom svemiru s tri prostorne dimenzije i jednim dodatnim vremenom. Međutim, pokusi dviju skupina znanstvenika pokazali su da je prisutnost četvrte prostorne dimenzije doista moguća i da nije ograničena na jednostavne smjerove gore i dolje, lijevo i desno, te također naprijed i natrag.
Odmah treba uzeti u obzir da su takvi zaključci suprotstavljeni poznatim zakonima fizike, utemeljeni na vrlo složenim proračunima, djelomično teorijskim eksperimentima i korištenju zakona kvantne mehanike.
Usporedbom rezultata promatranja dva posebno stvorena dvodimenzionalna medija, dva su neovisna tima znanstvenika iz Europe i Sjedinjenih Država uspjela pronaći put do četvrte prostorne dimenzije, generirajući takozvani kvantni Hall efekt - fenomen vodljivosti dvodimenzionalnog plina pri niskim temperaturama u jakim magnetskim poljem.
"Fizički nemamo četverodimenzionalni prostor, ali možemo postići četverodimenzionalni kvantni Hall efekt s dvodimenzionalnim sustavom, budući da je visokodimenzionalni sustav kodiran u svojoj složenoj strukturi", kaže Makael Rechtsman, profesor sa Sveučilišta u Pennsylvaniji.
"Možda ćemo moći doći do nove fizike u višoj dimenziji, a zatim stvoriti uređaje koji imaju tu prednost u nižim dimenzijama."
Drugim riječima, 3D objekti bacaju 2D sjene iz kojih možete pogoditi oblik ovih objekata. Promatrajući neke stvarne fizičke trodimenzionalne sustave, možemo razumjeti nešto o njihovoj četverodimenzionalnoj prirodi, jer, prema fizičarima, trodimenzionalni objekti mogu biti sjene četverodimenzionalnih objekata koji se pojavljuju u nižim dimenzijama. Sve to može dovesti do nekih novih temeljnih otkrića u znanosti.
Zahvaljujući vrlo sofisticiranim proračunima, za koje je Nobelova nagrada dodijeljena 2016., sada znamo da kvantni Hall efekt ukazuje na postojanje četvrte dimenzije u prostoru. Posljednji eksperimenti dva tima fizičara, objavljeni u časopisu Nature, daju nam primjer učinaka koje ova četvrta dimenzija može imati.
Europski tim znanstvenika ohladio je atome do gotovo apsolutne nule i pomoću lasera stavio ih u dvodimenzionalnu rešetku. Primjenjujući kvantnu "pumpu" da pobuđuje zarobljene atome, fizičari su primijetili male varijacije u kretanju koje odgovaraju manifestacijama 4D kvantnog Hall učinka, što ukazuje da se ovoj četvrtoj dimenziji može pristupiti.
Promotivni video:
Američki tim fizičara također je koristio lasere, ali za kontrolu svjetlosti koja prolazi kroz stakleni blok. Simulirajući učinak električnog polja na nabijene čestice, znanstvenici su također mogli promatrati učinke 4D kvantnog Hall učinka.
Prema znanstvenicima, oba se eksperimenta međusobno nadopunjuju.
Naravno, nemamo fizički pristup ovom četverodimenzionalnom svijetu (budući da smo zarobljeni u trodimenzionalnom prostoru), ali znanstvenici vjeruju da kroz kvantnu mehaniku možemo saznati više o četverodimenzionalnom prostoru i proširiti naše ograničeno znanje o svemiru.
Radi jasnoće, preporučujemo da pogledate videozapis u nastavku. Pokazuje kako se lik iz 2D platforminga iznenada nađe u 3D svijetu. Prema našoj perspektivi, činit će nam se da smo još uvijek u dvodimenzionalnom svijetu, ali dok se krećemo u njemu vidjet ćemo neka izobličenja prostora, budući da će trodimenzionalni svijet biti postavljen na dvodimenzionalnu ravninu. Znanstvenici su vidjeli slična izobličenja u gore opisanim eksperimentima. Oni su nagovijestili postojanje četverodimenzionalnog prostora koji fizički ne možemo vidjeti, ali čiji su efekti složeni na našoj trodimenzionalnoj ravnini.
Unatoč činjenici da fizički ne možemo ući u četverodimenzionalni prostor, dobili smo dokaze o njegovom postojanju i jasniju sliku kako to funkcionira. Znanstvenici, zauzvrat, žele koristiti rezultate ovih opažanja za detaljniju analizu. Tko zna, možda će tijekom daljnjeg rada moći i druga otkrića.
Nikolaj Khizhnyak