โครงสร้างสังเคราะห์ขนาดเล็กมีความทนทานเหมือนโลหะ โครงสร้างรังผึ้งเรียงซ้อนที่มีลักษณะคล้ายกระดูกสามารถสร้างสสารที่แข็งแรงและน้ำหนักเบาเป็นพิเศษซึ่งไม่มีใครเทียบได้กับวัสดุก่อสร้างในปัจจุบัน
วัสดุที่แข็งแรงแต่น้ำหนักเบาอาจมีประโยชน์สำหรับทุกอย่าง
ตั้งแต่ชุดเกราะไปจนถึงฉนวน แต่ออกแบบได้ยาก วัสดุที่รู้จักกันอย่างแข็งแกร่งที่สุด เช่น เหล็กและเพชร สามารถทนต่อแรงดันหลายพันเมกะปาสกาล แต่มีความหนาแน่นสูงกว่า 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
ในการออกแบบวัสดุที่ทนทานโดยไม่เทอะทะ เจนส์ เบาเออร์และเพื่อนร่วมงานที่สถาบันเทคโนโลยีคาร์ลส์รูเฮ (Karlsruhe Institute of Technology) ในเยอรมนี ได้ทำการกวาดโครงสร้างจุลภาคของกระดูก ซึ่งประกอบด้วยหน่วยกลวงที่ซ้อนกันเป็นโครงสร้างที่แข็งแรง ด้วยการใช้ส่วนผสมของเซรามิกพอลิเมอร์และการพิมพ์ด้วยเลเซอร์สามมิติ Bauer และทีมงานของเขาได้สร้างโครงสร้างรังผึ้งที่โปร่งแต่แข็งแรง ซึ่งแต่ละชิ้นมีขนาดประมาณ 10 ลูกบาศก์ไมโครเมตรหรือเล็กกว่านั้น
นักวิจัยพบว่าการก่อตัวของรังผึ้งแบบเรียงซ้อนสามารถทนต่อแรงดันได้ถึง 280 เมกะปาสกาล ซึ่งคล้ายกับโลหะผสม แต่มีความหนาแน่นต่ำกว่า 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ทีมงานรายงานผลการค้นพบใน วัน ที่ 3 กุมภาพันธ์ในProceedings of the National Academy of Sciences
กล่าวอีกนัยหนึ่ง Orús กล่าวว่า ฟังก์ชันคลื่นทั้งหมดสามารถคิดได้ว่าสร้างขึ้นจากเครือข่ายย่อยเทนเซอร์ที่มีขนาดเล็กกว่า แบบเดียวกับเลโก้ สิ่งกีดขวางคือกาวที่ยึดเลโก้เข้าด้วยกัน
“วิธีเครือข่ายเทนเซอร์แสดงถึงสถานะควอนตัมในแง่ของเครือข่ายของเทนเซอร์ที่เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งจะจับคุณสมบัติพัวพันที่เกี่ยวข้องของระบบ” Orús เขียนในเอกสารฉบับล่าสุดอีกฉบับที่จะตีพิมพ์ในAnnals of Physics
แม้ว่าแนวคิดพื้นฐานของเครือข่ายเทนเซอร์จะย้อนกลับไปหลายสิบปี แต่ก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในการศึกษาระบบควอนตัมบางอย่างในปี 1990 ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวคิดจากทฤษฎีข้อมูลควอนตัมได้ก่อให้เกิดวิธีการใหม่ๆ โดยใช้เครือข่ายเทนเซอร์เพื่อช่วยในการคำนวณต่างๆ แทนที่จะต้องดิ้นรนกับสมการที่ซับซ้อน นักฟิสิกส์สามารถวิเคราะห์ระบบโดยใช้ไดอะแกรมเครือข่ายเทนเซอร์ คล้ายกับวิธีที่ใช้ไดอะแกรม Feynman ในด้านอื่นๆ ของฟิสิกส์ควอนตัม
“นี่เป็นภาษาใหม่สำหรับฟิสิกส์ของสสารควบแน่น (และอันที่จริงสำหรับฟิสิกส์ควอนตัมทั้งหมด) ที่ทำให้ทุกอย่างเป็นภาพมากขึ้น และนำมาซึ่งสัญชาตญาณ แนวคิด และผลลัพธ์ใหม่ๆ” Orús เขียน
ล่าสุด เครือข่ายเทนเซอร์ได้จุดประกายความคิดที่ว่าควอนตัมพัวพันเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วง
ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ แรงโน้มถ่วงเป็นผลจากเรขาคณิตของกาลอวกาศ การวิเคราะห์แนะนำว่าเรขาคณิตที่มีสถานะควอนตัมนั้นถูกกำหนดโดยเครือข่ายเทนเซอร์ที่พัวพัน
Orús ตั้งข้อสังเกตว่า “ด้วยการผลักดันแนวคิดนี้ให้ถึงขีดจำกัด” ผลงานจำนวนหนึ่งได้เสนอว่าเรขาคณิตและความโค้ง (และด้วยเหตุนี้แรงโน้มถ่วง) สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติจากรูปแบบของสิ่งกีดขวางที่มีอยู่ในสถานะควอนตัม”
ถ้าเป็นเช่นนั้น เครือข่ายเทนเซอร์อาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขความลึกลับของแรงโน้มถ่วงควอนตัม และในความเป็นจริง เงื่อนงำอื่นของแรงโน้มถ่วงควอนตัม ที่รู้จักกันในชื่อหลักการโฮโลแกรมดูเหมือนจะเชื่อมโยงกับเครือข่ายเทนเซอร์บางประเภทอย่างเป็นธรรมชาติ นั่นเป็นการเชื่อมต่อที่คุ้มค่าที่จะสำรวจเพิ่มเติม
ความเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายเทนเซอร์ การพัวพัน และแรงโน้มถ่วงนี้อาจพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ในการศึกษาฟิสิกส์ของหลุมดำหรือในการศึกษาธรรมชาติควอนตัมของกาลอวกาศในระยะทางที่น้อยมาก Orús เสนอ
รายละเอียดทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับวิธีที่เครือข่ายเทนเซอร์เชื่อมต่อสิ่งกีดขวางกับเรขาคณิตของกาลอวกาศนั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของบล็อกพื้นฐาน หากคุณต้องการเรื่องราวทั้งหมดเกี่ยวกับสเปซของฮิลเบิร์ต การรีนอร์มัล ไลซ์สิ่งกีดขวาง และเทนเซอร์แบบรวมและมีมิติเท่ากัน ให้เริ่มด้วยบทความปี 2012 ของ Brian Swingle นักฟิสิกส์ของฮาร์วาร์ด ในPhysical Review D ( มีการพิมพ์ล่วงหน้า และบทความที่มีการพัฒนาเพิ่มเติมมีให้ที่นี่ ) Orús ได้โพสต์การสำรวจภาคสนามล่าสุด (และสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น)
ในรายงานฉบับนั้น เขาชี้ให้เห็นว่าความคืบหน้าส่วนใหญ่ในปัจจุบันในเครือข่ายเทนเซอร์เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาทฤษฎีข้อมูลควอนตัม ซึ่งเป็นประเด็นร้อนของทศวรรษ 2000 “สำหรับวันนี้ เราอาจพูดถึง ‘ยุคแรงโน้มถ่วงควอนตัม’ ใหม่ของเครือข่ายเทนเซอร์ที่เพิ่งเริ่มต้น” เขาเขียน “อนาคตดูน่าตื่นเต้นมากอย่างแน่นอน”
