已知的量子力学方法并未描述超导铜酸盐的奇异性质，但可能与更高尺寸的黑洞的性质有关。根据现代量子理论，宇宙被能量场渗透，这些场中的能量波，如果看起来更像点，则称为“粒子”；如果更被涂抹，则称为“波”，是物质和作用力的基础。 新发现表明，这种对波/粒子的看法仅从表面上描述了宇宙的组成部分。
如果我们将每个能量场的填充空间想象为池塘的表面，而将波和粒子视为该表面的干扰，那么新的证据表明该表面下存在着一个隐藏的生物世界。
几十年来，“池塘表面”上的亚原子现象的描述足以准确地计算大多数物理现象。 但是最近，物理学家将一种新的奇怪的物质拖入了亚原子深度，该物质无法使用众所周知的量子方法进行描述。
哈佛大学物理学教授
Subir Sachdev说：“我从小就生活在平坦的表面上，这是我长大的。” 据他说，现在，一个全新的维度出现了，并且“您可以想象粒子仅在该表面结束”。
在所有异常类型的物质中，最昂贵的是铜酸盐-表现出高温超导性的含铜金属。 在高能杂志Journal of High Energy Physics上
发表的一项新研究中，来自加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的物理学家研究了与铜酸盐神秘的“表面”行为有关的现象。 研究人员将注意力集中在地表以下的介质上，得出了以前仅通过实验已知的铜酸盐电导率公式。
与这项工作无关的萨切夫说：“您可以从这一理论开始，然后突然获得这些奇怪的超导体的电导率，这真是令人惊讶。”
荷兰莱顿大学的理论物理学家Jan Zaanen说，这些结果证明了一种描述自然界建筑砖块的新方法是真实的，并且“令人惊讶地是字面意义”。
此外，结果可以解释为弦论的间接证据-弦论是一个已有40年历史的平台，它通过重力缝制量子力学，一方面在数学上讲究优雅，并具有深厚的解释能力，另一方面尚未得到证明。
科学家们还辩称，这些发现对与暗物质有关的物质（占宇宙质量84％的一种神秘物质），以及寻找一种数学上描述所有自然的“万物理论”都可能产生深远的影响。
Zaanen说：“在未来几年中，有很大的机会在基础物理学领域取得前所未有的进步。” “一切发展都非常非常快。”
表面以下
如果波浪和粒子是池塘表面的扰动，那么扰动与深度发生的关系之间的关系首先是根据1997年发现的数学原理描述的。 在具有
里程碑意义的作品中，当时在哈佛大学工作，现在在普林斯顿高等研究院
工作的胡安·马尔达塞纳
（ Juan Maldacena）表明，空间三维区域中的事件在数学上对应于在该区域二维边界上发生的完全不同的事件。 （4维空间中的事件也对应于3维空间中的事件，等等。）
考虑我们的三维池塘及其二维表面。 为了使这种对应起作用，必须用弦理论来描述池塘的内部，其中电子，光子，引力子和宇宙中所有其他砖块以微小的一维线或“弦”的形式出现。 质量和其他宏观特性对应于弦的振动，不同类型的物质和力之间的相互作用取决于弦的分裂和结合方式。 这些绳子生活在池塘里。
现在想象一下，池塘的二维表面是由量子力学描述的。 粒子是表面上的爆发，而波是爆发产生的涟漪。 假想的池塘表面没有重力。
马尔达塞纳（Haldacena）的发现，被称为全息对偶性，表明该区域内的事件（包括重力）由弦论描述，在数学上被转换为表面上没有重力并由量子粒子理论描述的事件。
马尔达塞纳说：“要理解这种联系，您需要考虑主要因素-当重力理论易于分析时，边界上的颗粒（或者在我们的情况下，在池塘表面上）之间的相互作用非常强烈。” 反之亦然：当表面上的颗粒平静时（如大多数物质中所发生的那样），池塘深处的情况极为复杂。
由于这种对比，二元论非常有用。
第一类是奇怪的材料，其中包括铜。 实验表明，在这些材料中，粒子之间相互作用非常强烈，以至于失去了个性。 物理学家说，粒子“紧密相关”。 与每个粒子相对应的波纹强烈重叠，以至于出现群效应。 斯坦福大学物理学教授肖恩·哈特诺尔（Sean Hartnoll）说，高度相关的物质可能会表现出非典型且异常的行为，因此在某些情况下，这种行为无法用已知的量子力学方法来描述。 他说：“您需要以不同于描述单个粒子的方式来描述它们。” “您无法通过单个水分子来描述海洋。”
如果具有强相关性的物质“生活”在池塘的二维表面上，则从全息二元论可以得出，表面上的极端湍流等同于深度平静。 物理学家可以通过研究平行但更简单的深度情况来获得表面情况的描述。 Zaanen说：“在这个平静的世界中，您可以进行计算。”
在全息二元论的数学表达中，在二维上具有强相关性的特定物质对应于三维上的黑洞-不可避免地具有引力的无限致密物体-并且它们在数学上非常简单。 麻省理工学院物理学副教授刘宏说：“量子力学的这些极其复杂的集体效应令人惊讶地落入了黑洞物理学领域。” “在具有强相关性的系统中，当您将电子放到那里时，它会立即“消失”，无法再被追踪。” 这相当于物体掉入黑洞的方式。
超导模型
在过去的十年中，研究黑洞等效于具有强相关性的物质形式的研究取得了惊人的结果-例如，一个具有强相关性的液体粘度
新方程式，并更好地理解了夸克与胶子，生活在原子核内部的粒子之间的相互作用。
豪尔赫·桑托斯（Jorge Santos）和加里·霍洛维茨（Gary Horowitz）加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校弦理论专家
加里·霍洛维茨 （
Gary Horowitz）和霍洛维茨小组的豪尔赫·桑托斯（Jorge Santos）博士将全息二元论原理应用到了铜酸盐上。 他们推导了大约二维金属的电导率公式，研究了3D可能与它们对应的特性：带电的黑洞，形状异常。
在铜酸盐中，大量相互关联的电子沿着固定的原子晶格移动。 用全息二元性对金属进行建模需要在相应的黑洞结构中重建该晶格的等效物，或者说，为其赋予波浪状的视野。
“谈到黑洞，您需要加里，”扎南说。
为了确定铜酸盐的电导率，Horowitz和Santos必须研究光与黑洞复杂视界相互作用的特征。 该方程过于复杂，无法直接求解，因此他们使用计算机找到了近似解。 在他们与剑桥大学物理学家
戴维·唐 （
David Tong）共同撰写并于2012年7月发表在《高能物理杂志》上的关于这种方法的
第一篇论文中，他们推导了一个公式，该公式对应于交流电在高温下的铜酸盐电导率。 在一项新的工作中，他们将计算范围扩展到了铜酸盐变得超导的温度，即没有电阻的传导电流，并且再次显示了关于真实铜酸盐的电导率的实验数据的良好近似。
霍洛维茨说：“令我惊讶的是，如此简单的引力模型可以再现真实材料的任何特性。” “这激励着我们继续工作。”
在某些重要情况下，该模型的准确性无法实现，例如，对于超高频交流电，但是Sachdev说，鉴于“起皱的黑洞”模型是如此简单，“无法期待更好”。 他认为，在黑洞的结构中包含大量的铜酸盐的微观细节将加深它们的一致性。
Hartnol最近使用全息二元性原理对材料中具有强相关性的
金属-绝缘体转变进行
建模 ，他希望通过精确求解等式来使用Horowitz和Santos的结果。 “他们有输入和输出； 我们希望将它们拆包并了解重要的中间步骤，”他说。 这将有助于理解为什么电导率公式会从黑洞模型中出现，并有助于理解作用在铜价体内的相应力。
新二元论
了解铜价的物理原理可能具有重要的实际意义。 当温度下降到接近绝对零的状态时，大多数金属进入超导状态。 但是由于尚不完全清楚的原因，铜酸盐在更便宜的温度下表现出超导性，这使其适用于从高功率电缆到船舶发动机的各种设备。 但是，铜酸盐易碎且价格昂贵，因此创建这种材料的改进版本可以导致从磁垫车到更高效的电气网络等各种技术的重大突破。
它们具有促进基础物理学的潜力。 如果全息二元性可以准确预测铜酸盐和其他材料的行为并具有很强的相关性，那么这些材料实际上可以视为高尺寸的黑洞。
霍洛维茨说：“如果我们有一个模型能够再现材料的所有特性，那么它就可以被认为是它的理论，这是非常不寻常的，但是由于二元论，它等同于任何与普通粒子接壤的理论。” “那可能是一种更简单的方法。”
研究中用于模拟铜价的黑洞视界的计算机表示全息二元论与波粒二象性有共同点，这导致了量子力学的发展。 在20世纪初，在某些研究中，以前被认为是波浪的光具有神秘的行为，除非您将其视为粒子。 如果电子不被视为波，则有时被认为是粒子的行为毫无意义。 霍洛维茨说：“当首次提出时，波粒对偶性令人惊讶-因为乍一看它们是两个不同的概念，而我们了解到它们代表着同一件事。” 他说，全息二元论“更复杂，但其性质相同。” “乍看之下，您有两个完全不同的对象，它们看起来是等效的。”
但是全息二元论如何适应我们对自然的理解？ 一维池塘弦的类比真实吗？ 根据物理学家的说法，不一定。 实际上，这些字符串不包括在黑洞Horowitz和Santos的属性计算中，它们用来模拟铜价。 但是，这些发现确实导致了一个事实，即“在我们看来似乎不同的所有这些理论都相互关联”，马尔达塞纳说。 “这表明弦论与物理学的其余部分没有脱离。”
根据物理学家的说法，弦论可能只是成为处理现实某些方面的最佳数学语言。
“传统上，物理学一直受到还原论的制约。 她想做一些复杂的事情，并了解它的组成部分，” Hartnol解释说。 “但是这种方法没有独特的方法：在某些情况下，电子可以作为基本的积木，而在另一些情况下，电子的联合激发比单独的电子更重要。”
他说：“我们正在努力寻找合适的基本成分来描述物质的这些奇怪阶段。” “它可能是更高维度的字符串。”
物理学家解释了这样的含义：奇怪的脆性金属中的颗粒在数学上对应于理论上存在于更高维度的弦和不寻常的黑洞，而全息二元性帮助他们“对实验室中的谜语进行不同的思考，” Zaanen说。 -也许这不仅是一种不同的思维方式； 关键是要看到真实而奇妙的事实。”