Spinn-nätverk

Spinn-nätverk uppfanns 1971 av fysikern och matematikern Roger Penrose. Målet för Penrose var att få en teori där rymden skulle vara kvantiserad, diskret, på planckskalenivå, men där rymden skulle uppfattas som kontinuerlig på makronivå. Detta kunde uppnås genom spinn-nätverk där den klassiska, kontinuerliga, geometrin skulle framträda då man hade ett stort och komplext nätverk. Ett spinn-nätverk är en graf med kanterna märkta av heltal. Heltalet kommer från de tillåtna värdena för rörelsemängdsmomentet för en partikel i kvantmekaniken. I spinn-nätverket motsvarar kanterna diskreta areaenheter medan noderna motsvarar kvantiserade volymenheter. Det som uppfattas som area och volym är således, områdets, ytans skärningar med kanterna resp. antal noder inom området. Detta medför att area och volym blir diskreta, ändliga. Varje ytas area är en multipel av halva Plancks konstant delat med 2π. Den minsta ytans area blir ungefär plancklängden i kvadrat. Vad händer då om dessa de minsta volympaketen skulle delas på mitten? Resultatet blir inte som man skulle tro, två volymer som tillsammans motsvarar volymen i den ursprungliga. Resultatet blir istället två volymer som tillsammans har en volym större än den ursprungliga. Så varje försök att dela en volym mindre än den minsta är meningslöst. Det var inte bara genom Roger Penroses teori som spinn-nätverken framträdde. Ett resultat, cirka 30 år senare, av arbetet med slingkvantgravitation ledde också till att slingtillstånden kunde ordnas till spinn-nätverk. Styrkan med spinn-nätverken ligger i att de bygger upp rymden. Spinn-nätverk finns i många storlekar och utvecklas i tiden vilket ger upphov till en diskret rumtidstruktur. Ett nätverk som utvecklas i tiden kallas spinnskum.