کشف تازه در ترمودینامیک کوانتومی

در پژوهشی پیش‌گامانه، گروهی از فیزیک‌دانان نظری به رهبری دکتر بهنام پورحسن، دکترصاحب سروش‌فر و دکتر هدی فراهانی، سازوکار ترمودینامیکی و اثرات کوانتومی بر غشاء‌های دارای بار را بررسی کرده‌اند؛ اجرام نظری در چارچوب نظریه ریسمان ونطریه ام که می‌توانند به فهم بهتر شرایط فوق‌العاده در سیاه‌چاله‌ها و نخستین لحظات عالم کمک کنند. این تحقیق با افزودن اصلاحات کوانتومی به مدل‌های کلاسیک، نشان می‌دهد که نوسانات و اثرات زیراتمی چگونه می‌توانند بر خواص ماکروسکوپی این غشاء‌‌ها (همچون دما، آنتروپی و گرمای ویژه) تأثیر بگذارند.

گرچه این اشیاء صرفاً نظری هستند، بررسی دقیق آن‌ها گامی مهم در مسیر اتحاد نسبیت عام و مکانیک کوانتومی به شمار می‌آید؛ حوزه‌ای که مدل‌های فعلی، در کنار هم، از پس توضیح آن برنمی‌آیند. یکی از کاربردهای بالقوه این مطالعات، روشن‌کردن پارادوکس اطلاعات در سیاه‌چاله‌هاست: یعنی اینکه اطلاعات وارد شده به سیاه‌چاله چگونه ممکن است در اثر تابش هاوکینگ یا فرآیندهای کوانتومی ناپدید یا حفظ شوند. همچنین، شرایط بسیار داغ و چگالی جهان اولیه، می‌تواند با استفاده از این مدل‌ها بهتر بازنمایی شود؛ چرا که این غشاء‌‌ها در انرژی‌ها و میدان‌های گرانشی بسیار شدید فعال فرض شده‌اند. این پژوهش که در نشریه European Physical Journal C  (یکی از مجلات با نمایه نیچر) منتشر شده، نقطه عطفی در فهم چگونگی تعامل گرانش و کوانتوم در سطحی بنیادین محسوب می‌شود.