elstan (elstan) wrote in i_future,
elstan
elstan
i_future

Триумфальный аккорд суперструн: Первое доказательство

Настоящая научная сенсация: впервые Теория струн, которая до сих пор считалась чем-то вроде красивой математической абстракции, использована для объяснения реального физического явления. И использована с абсолютным успехом. Журнал Science впервые в своей истории публикует результаты работы теоретиков-«струнников».

Напомним, что Теория струн впервые появилась в 1970-х и стала одной из самых многообещающих попыток создать «теорию всего», объединяющей явления и квантовой механики, и Теории Относительности, объясняющей самые фундаментальные основы строения Вселенной.

Это сложнейшая физико-математическая концепция, однако, огрубляя, можно сказать, что она выдвигает идею о том, что все частицы и их взаимодействия представляют собой возбуждения одномерных квантовых струн в многомерном пространстве (точное число измерений зависит от того, какой именно версии теории мы придерживаемся, и может достигать 26-ти).

Несмотря на всю свою красоту и стройность, эта идея до сих пор не нашла никакого подтверждения «со стороны». Экспериментальные работы на таком уровне пока невозможны технически, а теоретические до сих пор наталкиваются на проблему колоссально сложного математического аппарата, который требуется для редуцирования многомерного пространства к нашим 4-м измерениям. Неудивительно, что за последние годы Теория струн, некогда давшая столько надежд, подверглась жесточайшей критике.

Однако первое теоретическое объяснение реального физического явления, сделанное на ее основе, дало и первое блестящее подтверждение правоты этой версии устройства мироздания. «Это просто великолепно. Я в жизни не испытывал подобной эйфории», - радуется Ян Заанен (Jan Zaanen), который вместе с Михайло Чабровичем (Mihailo Cubrovic) и Конрадом Шалмом (Koenraad Schalm) сумел объяснить ранее совершенно загадочное явление природы – и использовать для этого Теорию струн.

Явление это – высокотемпературная сверхпроводимость, до сих пор не получившая внятного научного объяснения. Считается, что важную роль в этом явлении играет особое «связанное» состояние электронов, которые приобретают способность двигаться сквозь вещество, не встречая никакого сопротивления. Поначалу ученые полагали, что подобное состояние возможно лишь при экстремально низких температурах, близких к абсолютному нулю. Однако все новые открытия сверхпроводящих материалов, сохраняющих свойства и при куда более высоких температурах (хотя, конечно, далеко еще не комнатных) поставили под сомнение имеющиеся объяснения этого явления – а нового объяснения по-прежнему нет.

«Принято считать, - говорит Ян Заанен, - что ключ – в связанном состоянии электронов, и если вы сумеете понять его, вы сумеете понять и высокотемпературную сверхпроводимость. Но хотя экспериментальных данных на этот счет вполне достаточно, объяснения им в рамках теории так и не было дано». Добавим – до недавнего времени.

Показательно и то, что работа Заанена и его коллег стала первым исследованием, основанном на Теории струн, результаты которого согласился опубликовать авторитетнейший журнал Science. «До сих пор, - поясняет Заанен, - Теория струн рождала слишком завышенные ожидания (…) Десять лет назад многие едва ли не заявляли, что через пару недель будет найдено объяснение всему, начиная с Большого Взрыва. Но проблема состоит в том, что до сих пор эта красивейшая математическая гипотеза оставалась лишь абстракцией, не имея никакой связи с реальностью».

Вот почему работу Заанена, Чабровича и Шалма можно назвать настоящей научной сенсацией, способной стимулировать новый прорыв в нашем понимании мироздания. Применив математический аппарат Теории струн к явлению, которое уже более десятка лет не имеет внятного физического объяснения, они сумели теоретически объяснить то особое связанное состояние электронов, которое, как считается, лежит в основе сверхпроводимости.

Надо сказать, что загадка высокотемпературной сверхпроводимости, конечно, еще далека от окончательного разрешения. Но главное – исследование этих трех физиков показало, что Теория струн вполне применима к явлениям реального мира, и более того, способна дать объяснение тем фактам, которые другим инструментам не поддаются. Возможно, нас ждут новые большие новости.

По публикации Physorg.com

Журнал Science

Subscribe
Buy for 100 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 28 comments