Dieses Gerät ermöglicht es, Quanten-Schwerkraft im Labor zu untersuchen und zeigt technologische Anwendungen auf

Die klassischen Gesetze erklären die gravitative Anziehung im großen Maßstab präzise. Doch im unendlich Kleinen versagen sie. Auf der Quantenebene wird das Verstehen der Schwerkraft entscheidend, um Phänomene wie den Urknall oder das Innere von Schwarzen Löchern zu erklären.


Das Ziel der Forscher ist es, Modelle zu entwickeln, die in der Lage sind, beide Größenordnungen zu vereinheitlichen. Johanna Erdmenger, Professorin an der Universität Würzburg, erforscht diesen Ansatz. Eines der zentralen Werkzeuge auf diesem Weg ist die AdS/CFT-Korrespondenz. Sie verbindet gravitative Theorien in einem gekrümmten Raum mit einfacheren Quantentheorien.

Der AdS-Raum, oder Anti-de-Sitter-Raum, besitzt eine besondere Geometrie. Er ist mit einer Quantentheorie namens CFT verknüpft, deren Eigenschaften bei allen räumlichen Maßstäben invariant sind. Diese Korrespondenz, so Erdmenger, vereinfacht komplexe gravitative Prozesse, indem sie diese mit zugänglicheren mathematischen Modellen vergleicht.

Der Hauptgedanke dieser Theorie ist, dass es eine Beziehung zwischen dem gibt, was innerhalb einer gekrümmten Raumzeit (wie der in der Nähe eines Schwarzen Lochs) geschieht, und dem, was außerhalb dieser Raumzeit passiert. Diese Beziehung ähnelt einem Hologramm: So wie ein 3D-Bild aus einer 2D-Oberfläche erzeugt werden kann, können komplexe Phänomene innerhalb der Raumzeit durch einfachere Gleichungen beschrieben werden.

Um diese Theorie im Labor zu testen, hat das Team aus Würzburg einen speziellen elektrischen Schaltkreis entwickelt. Dieser Schaltkreis funktioniert wie ein Miniaturmodell der Raumzeit. Durch präzises Anordnen der elektrischen Komponenten können sie die Krümmung der Raumzeit nachahmen und beobachten, wie sich elektrische Signale in diesem gekrümmten System verhalten. Diese Art von Simulation ermöglicht es ihnen, zu testen, wie die Schwerkraft in extremen Umgebungen wie in der Nähe von Schwarzen Löchern funktionieren könnte – aber in einem Labor.

Es handelt sich nicht nur um eine Laborexperimentation. Diese Art von Schaltung könnte auch konkrete Anwendungen haben. Durch die Simulation der Krümmung des Raums zeigt sich, dass diese Schaltungen elektrische Signale stabilisieren könnten, die durch sie fließen. Das bedeutet, dass die Signale robuster und weniger anfällig für Verluste oder Störungen wären. Diese Stabilität könnte in Technologien nützlich sein, die zuverlässige Signale erfordern, wie künstliche neuronale Netze oder andere KI-basierte Systeme.

Das Team plant, diese Forschung weiter zu vertiefen, um die Schwerkraft besser zu verstehen und die damit verbundenen technologischen Potenziale zu erkunden.