Hi-Tech

Суперструна. Иллюстрация с сайта rmcybernetics.com

Американским физикам удалось продвинуться в создании так называемой объединенной теории всего - физической теории, которая включала бы в себя все четыре фундаментальных взаимодействия. Статья (pdf) исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества.

В рамках новой работы ученым удалось в некотором специальном случае объединить так называемую квантовую теорию поля с гравитацией в рамках теории N=8 супергравитации (N=8 означает, что у данной теории имеется восемь суперсимметрий). Квантовая теория поля известна тем, что во время вычислений в ней появляются бесконечные значения тех или иных величин (например, выражаемые расходящимися рядами). Для исправления этого недостатка вводится понятие ренормализации. Фактически, это трюк, известный из математики: при делении бесконечно большой величины (например, 1/x в точке ноль) на бесконечно большую (2/x в точке ноль) могут получаться вполне конкретные значения (в данном случае - 0,5).

Попытки объединить квантовую теорию поля и теорию гравитации приводят к тому, что при расчетах возникают особенности, не поддающиеся ренормализации. Точнее, для избавления от этих бесконечностей необходимо ввести бесконечно много параметров. Так как в реальных вычислениях можно учитывать только конечное число значений, данный факт делает подобные теории бессмысленными.

В рамках новой работы физикам удалось добиться ренормализации с конечным числом параметров. Последнее означает, что в некотором частном случае физики построили приемлемую теорию квантовой гравитации. По мнению специалистов в этой области, данный факт может считаться существенным продвижением на пути создания универсальной физической теории, которая описывала бы все взаимодействия в макро- и микромире.

Созданием подобной теории занимались большинство величайших физиков, начиная с конца XIX века. Например, Эйнштейн посвятил этому делу значительную часть своей жизни, однако успеха не достиг. В настоящее время в научном мире существует несколько кандидатов на звание теории всего. Среди них, например, теория суперструн.