Список разделов



Поиск
введите слово для поиска
расширенный поиск




Календарь
<Май 2017>
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
ГлавнаяВходРегистрацияПоследние статьиПоискКонтакты
   

Для суперструн физики подобрали квантовые аккорды

Неожиданное открытие совершила команда британских физиков. Согласно их модели, теория струн может напрямую прогнозировать поведение сцепленных квантовых частиц. А поскольку новую гипотезу можно протестировать в лабораторных условиях, это значит, что и теория, прозванная "непроверяемой", может наконец лишиться такого печального статуса.

Всю последнюю четверть века теория струн (ТС), она же на разных этапах развития и обобщения – теория суперструн и М-теория, набирала популярность как в обществе физиков, так и среди неспециалистов.

С самого начала ТС привлекала сторонников относительно гармоничным соединением известных сведений о невероятно малых частицах с моделями космологических процессов. Понемногу она становилась самым весомым кандидатом на роль "теории всего".

За время развития теории сами струны практически утратили свой изначальный облик. Сейчас они уже не одномерные, а одиннадцатимерные объекты (10 пространственных измерений и время). Двумерные же струны в свёрнутом состоянии могли бы выглядеть так (иллюстрация University of California San Diego).

За время развития теории сами струны практически утратили свой изначальный облик. Сейчас они уже не одномерные, а одиннадцатимерные объекты (10 пространственных измерений и время). Двумерные же струны в свёрнутом состоянии могли бы выглядеть так (иллюстрация University of California San Diego).

Увы, несмотря на множество написанных книг, до сих пор никто не поставил ни единого опыта, который прямо доказал бы состоятельность ТС. В отличие, кстати, от теории относительности или квантовой механики. Таким образом, теория струн по сей день остаётся, по сути, чисто умозрительной конструкцией.

Изменить ситуацию намерены Майкл Дафф (Michael Duff) и его команда из Имперского колледжа в Лондоне. Работа британцев, опубликованная 2 сентября в журнале Physical Review Letters (PDF-документ), в случае успеха призвана дать ТС колоссальный толчок.

Для проверки теории Дафф предлагает использовать хрестоматийный эффект квантовой сцепленности частиц. Несмотря на кажущуюся странность, явление квантовой запутанности не подлежит сомнению, так как оно тысячи раз было проверено экспериментально.

Закольцованные струны в теории взаимодействуют и сливаются примерно таким образом (иллюстрация Indian Academy of Science).

Закольцованные струны в теории взаимодействуют и сливаются примерно таким образом (иллюстрация Indian Academy of Science).

В систему сцепленных частиц теоретически можно включать большее их количество, хотя, разумеется, с каждой новой частицей сложность расчётов взаимного их влияния возрастает едва ли не по экспоненте.

На текущий момент взаимодействие трёх запутанных частиц существует лишь на бумаге (хотя недавно появились первые экспериментальные ласточки вроде фотонов-тройняшек). Для представления таких объектов применяются квантово-механические формулы, которые, как однажды заметил Дафф, сильно напоминают математическое описание чёрных дыр определённого класса, причём сделанное именно в рамках ТС.

Параллель может показаться надуманной, однако, по мнению британских физиков, она вполне позволяет, основываясь на соответствующих уравнениях ТС, вначале рассчитать поведение связанных квантовых частиц (в статье предлагается довести их количество до четырёх, чего раньше никому не удавалось даже в теории) и затем поставить опыт по измерению их параметров.

Далее отважных экспериментаторов ждёт поистине драматический момент: они должны будут сравнить предсказания ТС с практическими результатами и, возможно, объявить о первом экспериментальном подтверждении того, что суперструнная модель действует.

Тут стоит сделать небольшое отступление и пояснить, что хотя чаще всего в просторечии используется именно термин "теория струн", с 1995 года по умолчанию под этими словами стоит понимать М-теорию.

В истории теории условно выделяются три этапа. Первый длился примерно с 1968 по 1984 год, а открыл его Габриэле Венициано (Gabriele Veneziano), который с помощью определённого математического аппарата описал частицы — переносчики сильного взаимодействия. Чуть позже Йотиро Намбу (Yoichiro Nambu) предложил физическую интерпретацию модели Венециано.

Описание Намбу, если в двух словах, лишает упомянутые переносчики статуса точечных объектов, в которых "сосредоточены" все их физические характеристики. Японец предполагает, что на самом деле эти элементарные частицы – пространственно протяжённые одномерные объекты, находящиеся в состоянии устойчивого колебания.

Несмотря на то что такое представление было революционным для физики микромира, научное сообщество достаточно быстро охладело к новой теории, так как выяснило, что она входит в противоречие с экспериментально проверенной и более "надёжной" квантовой механикой.

Columbia University) Брайану Грину (Brian Greene). Его вышедшая в 1999 году книга "Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории" стала бестселлером и получила Пулитцеровскую премию. Труд учёного лёг в основу научно-популярного мини-сериала с самим автором в роли ведущего – его фрагмент можно увидеть в конце материала (фото Amy Sussman/Columbia University).' width=478 height=720>

За широкую популяризацию ТС человечеству стоило бы поставить памятник профессору Колумбийского университета (Columbia University) Брайану Грину (Brian Greene). Его вышедшая в 1999 году книга "Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории" стала бестселлером и получила Пулитцеровскую премию. Труд учёного лёг в основу научно-популярного мини-сериала с самим автором в роли ведущего – его фрагмент можно увидеть в конце материала (фото Amy Sussman/Columbia University).

Ситуацию спасла "первая струнная революция", открывшая второй этап развития теории – с 1984 по 1995 год. Основные достижения здесь связаны с именами Джона Шварца (John Schwarz) и новой фигуры – молодого гения Брайана Грина. Учёные в своих построениях сумели не только избежать противоречий между теорией струн и квантовой теорией, но и обобщить "струнный" подход на все известные к тому моменту типы частиц и поля.

Тогда же теорию струн экстренно преобразовали в теорию суперструн в связи с формированием теории суперсимметрий между частицами вещества и поля.

Третья же фаза истории ТС ("вторая струнная революция") длится до сих пор, а началась она с 1995 года, когда Эдвард Виттен (Edward Witten) рассмотрел сложившиеся к тому времени пять различных вариантов теории струн (суперструн) как общность, названную М-теорией.

Вариантов расшифровки заглавной буквы любителями предлагалось множество, вплоть до остроумного варианта "мистическая". Однако наиболее близкий к реальности вариант – всё-таки мембранная теория.

Целью нынешнего исследования было не на бумаге, как это сделали Шварц и Грин, а на опыте доказать, что М-теория не противоречит квантовой механике. И хотя никто не ожидал столь спонтанного открытия возможной прямой корреляции ТС и явления квантовой сцепленности, британцы готовы с радостью ухватиться за эту соломинку и наконец-то проверить различные физические предсказания, сделанные на основе струнной теории.

Любопытно, что момент рождения новой гипотезы о связи ТС и квантовой запутанности чем-то напоминает историю с яблоком Ньютона. По словам Даффа, когда его осенило, он сидел на конференции в Тасмании и внимал презентации своего коллеги – тот представлял математическую формулу, описывающую квантовую сцепленность.

"И тут меня осенило – представленная формула была очень похожа на ту, что я разработал несколько лет назад для описания чёрных дыр "с точки зрения" ТС, – вспоминает Майкл. – Вернувшись в Великобританию, я проверил мои записи и убедился в сходстве математик из таких разных с виду областей".

пресс-релизе колледжа (фото Imperial College London).' width=478 height=686>

"Хотя положительный результат эксперимента и не уравняет теорию струн с "теорией всего", он будет очень важным шагом для теоретиков ", – осторожно комментирует Майкл Дафф в пресс-релизе колледжа (фото Imperial College London).

Неспециалисту может показаться невероятным, что с помощью теории, изначально разработанной для описания эволюции и строения Вселенной, можно прогнозировать поведение квантовых систем. Однако авторы окончательной версии ТС на какое-то такое "чудо" и надеялись. И вот оно явлено – осталось лишь научиться создавать "четверные" сцепленные частицы.

"Проверочный эксперимент может рассказать нам нечто очень глубокое и фундаментальное о мире, в котором мы живём. С другой стороны, всё это может оказаться лишь загадочным совпадением", – очень сдержанно заключает Дафф.



Статья получена: Membrana.ru




Похожие статьи


1 : Предпродажная подготовка товара не является производственной операцией
Автор: Елена Диркова Источник: Журнал "Документы и комментарии" Минфин России выпустил полезное разъяснение для торговых организаций, которые перед продажей товара переукомплектовывают или доукомплектовывают его. Для целей налогообложения простейшие ...

2 : АвтоВАЗ разработал три варианта новой "классики"
Сейчас на АвтоВАЗе разработано два варианта «новой классики», которую называют не иначе, как «еврокопейка». Как передает ИА «Ladaonline», президент-генеральный директор ОАО «АвтоВАЗ» Виталий Вильчик, заявил, что завод подготовил два вида этого автомо...

3 : Мода для спортсменов
14 января в Москве откроется первый моно-брэнд американской компании Columbia, специализирующейся в области производства одежды для активного отдыха и экстремальных видов спорта. Columbia заставила говорить о себе в 1982 году,...

4 : Образование в Новой Зеландии
До 1907 года Новая Зеландия оставалась британской колонией (до сих пор ее главой формально является королева Великобритании), поэтому английское влияние чувствуется здесь во всем: и в названиях городов (здесь есть свой Оксфорд и Шеффилд), и в выборе госуд

Рейтинг: 2.9/5 (126 голосов)

Последние статьи


1: Автоматическая сверка счетов-фактур – новые возможности «1С:Бухгалтерии 8» ред. 3.0
2: Возможности CRM в 1С «Управление торговлей»
3: Настройка отчетов 1С
4: Как отразить доп. расходы в 1С?
5: Взаимозачет в 1С



Последние новости


Делец в Удмуртии на госденьги открыл нарколабораторию - УФСБ
МОСКВА, 2 ноя - РИА Новости. Следствие заподозрило жителя Удмуртии в организации нарколаборатории на полученные от государства деньги, сообщает в пятн...

Сотрудница томского вуза продавала героин около общежития

ТОМСК, 2 ноя – РИА Новости, Сергей Леваненков. Полиция задержала 58-летнюю томичку при попытке продать героин, возбуждено уголовное дело, сообщи...

Молодежную премию наноиндустрии получил автор технологии для наркоза

© РИА Новости. Сергей ПятаковМОСКВА, 1 ноя - РИА Новости. Лауреатом Российской молодежной премии в области наноиндустрии 2012 года стал заместитель ге...

Жители еще одного мексиканского города взялись за борьбу с наркомафией

МЕХИКО, 2 ноя - РИА Новости, Дмитрий Знаменский. Жители города Олинала в мексиканском штате Герреро взяли в руки оружие, чтобы противостоять попыткам ...

Бразильские студенты получали наркотики по специально вырытому туннелю

© РИА Новости. Артур ГабдрахмановМЕХИКО, 2 ноя - РИА Новости, Дмитрий Знаменский. Оригинальный способ доставки наркотиков в университет крупнейшего бр...


Послать ссылку на этот обзор другу по ICQ или E-Mail:


Разместить у себя на ресурсе или в ЖЖ:


На любом форуме в своем сообщении: