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[[Datei:Fermi National Accelerator Laboratory - Holographic Noise Chart.png|450px|mini|alt=Holographic noise in the Universe|Grafik zur Darstellung des vorhergesagten holographischen Rauschens im Universum]]

Das '''Fermilab Holometer''' ist ein seit Ende August 2014 in Betrieb befindliches [[Michelson-Interferometer|Laserinterferometer]] des [[Fermilab]]s in [[Illinois]].<ref>{{Internetquelle |url=https://www.golem.de/news/neues-instrument-holometer-ist-unser-universum-zweidimensional-1408-108844.html |titel=Ist unser Universum zweidimensional? |autor=Werner Pluta |datum=2014-08-27 |werk=golem.de |abruf=2025-06-28}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://news.fnal.gov/2015/12/holometer-rules-out-first-theory-of-space-time-correlations/ |titel=Holometer rules out first theory of space-time correlations |autor=Andre Salles |werk=Fermilab |datum=2015-12-03 |sprache=en |abruf=2025-06-28}}</ref> Es soll das weltweit empfindlichste Laserinterferometer werden und somit die Empfindlichkeit der Experimente [[GEO600]] und [[LIGO]] übertreffen. Theoretisch reicht seine Empfindlichkeit aus, [[Holografisches Prinzip|holographische]] Fluktuationen der [[Raumzeit]] zu detektieren.<ref name="Worlds-most-precise">{{cite web|title=World’s Most Precise Clocks Could Reveal Universe Is a Hologram|author=Mosher, David|publisher=[[Wired]]|url=http://www.wired.com/wiredscience/2010/10/holometer-universe-resolution/|date=2010-10-28| accessdate=2013-03-12|language=en}}</ref><ref name="Fermilab-Holometer">{{cite web|title=The Fermilab Holometer|publisher=[[Fermi National Accelerator Laboratory]]|url=http://holometer.fnal.gov/|accessdate=2010-11-01|language=en}}</ref><ref name="Fermilab-building-holometer">{{cite web|title=Fermilab is Building a 'Holometer' to Determine Once and For All Whether Reality Is Just an Illusion|author=Dillow, Clay|publisher=[[Popular Science]]|date=2010-10-21|url=https://www.popsci.com/science/article/2010-10/fermilab-building-holometer-determine-if-universe-just-hologram| accessdate=2013-03-12|language=en}}</ref>

Nach Aussagen der Projektleiter soll das Holometer so empfindlich sein, dass es Fluktuationen des Lichts in der Größenordnung eines [[Vorsätze für Maßeinheiten#SI-Präfixe|Attometers]] entdecken könne. Damit erreiche oder übertreffe es die Empfindlichkeit, die notwendig sei, im Bereich der kleinsten Größeneinheiten des [[Universum]]s, der sogenannten [[Planck-Einheiten]] zu messen.<ref name="Worlds-most-precise" /><ref name="Hogan Interview">{{cite news |url=http://joehubris.com/node/77 |title=Do We Live in a Two-Dimensional Universe? An Interview with Physicist Craig Hogan|author= |date=2012-06-29 |work=Joe Hubris| accessdate=2013-03-12|language=en |archive-url=https://web.archive.org/web/20120630132611/http://joehubris.com/node/77 |archive-date=2012-06-30}}</ref> Das Fermilab erklärt dazu: „Jedermann kennt heute verschwommene und [[Pixel|verpixelte]] Bilder oder die Klangübertragungen voller Störgeräusche, die mit geringer [[Bandbreite]] im Internet assoziiert werden. Das Holometer sucht nach dem äquivalenten Rauschen oder den Störungen in der Realität selbst, die mit dem ultimativen [[Frequenz]]limit assoziiert werden können, das die Natur selbst vorgibt.“<ref name="Fermilab-Holometer" />

{{Belege|woher stammt das Zitat?}}
Craig Hogan, ein [[Astroteilchenphysik]]er am Fermilab, äußert sich über das Experiment, „Was wir suchen, erhoffen wir zu finden, wenn die Laser aus dem Gleichtakt kommen. Wir versuchen die kleinste Einheit im Universum zu entdecken. Das macht richtig Spaß, es ist so eine Art altmodisches [[Physik]]experiment, wo man einfach nicht weiß, was am Ende rauskommt.“

Der Experimentalphysiker [[Hartmut Grote]] vom [[Max-Planck-Institut]] erklärt, dass – auch wenn er skeptisch sei, dass der Apparat die holografischen Fluktuationen des Universums zu entdecken in der Lage sei – wenn das Experiment erfolgreich ist, hätte es „einen sehr starken Einfluss auf eine der wichtigsten offenen Fragen in der [[Grundkräfte der Physik|fundamentalen Physik]]. Es wäre der erste Nachweis, dass die Raumzeit, die Grundlage des Universums, [[gequantelt]] ist“."<ref name="Worlds-most-precise" />

Die [[Hypothese]], dass auf diese Weise das holografische Rauschen beobachtet werden könne, wurde dafür kritisiert, dass die dafür notwendigen theoretischen Grundlagen die [[Lorentz-Transformation|Lorentz-Invarianz]] verletzten, wofür sich aber aus experimentelle Ergebnisse mittlerweile starke Einschränkungen ergeben, ein Aspekt.<ref name="test">[https://backreaction.blogspot.com/2009/03/holographic-noise.html Backreaction, Holographic Noise]</ref>

== Das Experiment ==
Das Holometer besteht aus zwei (''power-recycling mirror'') [[Michelson-Interferometer]]n, ähnlich den Instrumenten des [[LIGO]] Experiments. Die Interferometer können in zwei räumlichen Konfigurationen arbeiten, die als ''nested'' und ''back-to-back'' bezeichnet werden.<ref name="sciencemag">{{Literatur |Autor=A. Cho |Titel=Sparks Fly Over Shoestring Test Of 'Holographic Principle' |Sammelwerk=Science |Band=Vol. 336 |Datum=2012 |Seiten=147–149 |Sprache=en |Online=http://www.sciencemag.org/content/336/6078/147.full |DOI=10.1126/science.336.6078.147}}</ref> Entsprechend Hogans Hypothese, sollten in der ''nested'' Konfiguration die [[Strahlenteiler]] der Interferometer gemeinsam im Gleichschritt seitlich zu wandern scheinen (die Verschiebung sollte also korreliert sein), während in der ''back-to-back'' Konfiguration das seitliche Verschieben der Strahlenteiler voneinander unabhängig, also unkorreliert erscheine.<ref name="sciencemag" /> Das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein des korrelierten Verschiebungseffektes kann in jeder Konfiguration durch die [[Kreuzkorrelation]] der Ausgabe der Interferometer detektiert werden.

Erste Ergebnisse, mit denen Hogans Theorie einer diskreten Raumzeitstruktur mit hoher statistischer Signifikanz (4,6 Sigma) ausgeschlossen werden konnten, wurden am 3. Dezember 2015 veröffentlicht.<ref>{{Internetquelle |autor=Andre Salles |url=https://news.fnal.gov/2015/12/holometer-rules-out-first-theory-of-space-time-correlations/ |titel=Holometer rules out first theory of space-time correlations |hrsg=fermilab |datum=2015-12-03 |abruf=2018-02-05}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Aaron S. Chou und die Holometer-Kollaboration |Titel=First Measurements of High Frequency Cross-Spectra from a Pair of Large Michelson Interferometers |Sammelwerk=Phys. Rev. Lett. |Band=117 |Datum=2015-12-03 |Seiten=111102 |arXiv=1512.01216 |DOI=10.1103/PhysRevLett.117.111102}}</ref> Damit wurde festgestellt, dass die Raumzeit in der gemessenen Skala nicht quantisiert ist.

== Genauigkeit ==
Die vorausgesagten Bewegungen der Strahlteiler sollen sich aus <math>\sqrt{lpL}</math> ergeben, wobei lp die Planck-Länge und L 40 Meter (die Armlänge des Holometer) bedeutet, bei Frequenzen um wenige Megahertz. Das ist einer Bewegung von etwa 10 Attometer (10×10<sup>−18</sup> Meter) in einer drittel Mikrosekunde gleichzusetzen und entspricht einem Versatz von etwa einem Millimeter pro Jahr, also etwa zehnmal langsamer als die [[Kontinentaldrift]].<ref>[https://holometer.fnal.gov/faq.html Holometer: Frequently Asked Question]. Abgerufen am 29. Januar 2013.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
*[http://holometer.fnal.gov/ Fermilab Holometer]
*[https://www.astronews.com/news/artikel/2009/02/0902-007.shtml Astronews – Indizien für ein holographisches Universum?]
*[http://www.fnal.gov/directorate/program_planning/all_experimenters_meetings/special_reports/Lanza_Holometer_Status_12_03_12.pdf E990 THE HOLOMETER MP7 & 8 Status Report] (PDF; 4,1 MB)

[[Kategorie:Interferometrie]]

Holometer - Versionsgeschichte

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