Forschung findet überraschend einfache Beziehung

Ein internationales Forscherteam hat eine überraschend einfache Beziehung zwischen der Energie- und Informationsübertragungsrate an einer Schnittstelle zwischen zwei Quantenfeldtheorien entdeckt. Ihre Arbeit wurde veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Überprüfung am 30. August.

Die Schnittstelle zwischen verschiedenen Quantenfeldtheorien ist ein wichtiges Konzept, das bei einer Reihe von Problemen in der Teilchenphysik und der Festkörperphysik auftaucht. Es war jedoch schwierig, die Übertragungsraten von Energie und Informationen über Schnittstellen hinweg zu berechnen.

Hirosi Ooguri, Professor am Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI) der Universität Tokio und Fred Kavli, Professor am California Institute of Technology, zeigten zusammen mit ihren Mitarbeitern, dass es für Theorien in zwei Dimensionen mit Skaleninvarianz einfache und universelle Ungleichungen zwischen drei Größen gibt.

Energieübertragungsrate, Informationsübertragungsrate und Größe des Hilbert-Raums (gemessen an der Zunahmerate der Anzahl der Zustände bei hoher Energie): Nämlich [ energy transmittance ] ≤ [ information transmittance] ≤ [ size of the Hilbert space ].

Diese Ungleichungen implizieren, dass zur Übertragung von Energie auch Informationen übertragen werden müssen und beide eine ausreichende Anzahl von Zuständen erfordern. Sie zeigten auch, dass keine stärkere Ungleichung möglich ist.

Sowohl Energie- als auch Informationsübertragungen sind wichtige Größen, aber sie sind schwer zu berechnen, und es war keine Beziehung zwischen ihnen bekannt. Indem dieser Aufsatz die Ungleichheit zwischen diesen Größen aufzeigt, wirft er neues Licht auf dieses wichtige, aber schwierige Problem.