Конец июля ознаменовался событием, которое явно станет одним из самых значимых моментов 2012 года. российский миллиардер выделил 27 миллионов долларов девяти физикам-теоретикам.
первых лауреатов Юрий Мильнер выбирал сам. Благо образование позволяет: бизнесмен, который к 2010 году скупил Mail.ru, «одноклассников» и ICQ, заканчивал как раз кафедру теоретической физики физфака МГу. потом, правда, он разочаровался в себе как в ученом, уехал в США и поступил в бизнес-школу, но через 22 года решил все же внести вклад в науку. Деньгами.
Выбор лауреатов получил положительные отзывы от абсолютного большинства экспертов. Все премированные уже отмечены теми или иными наградами, известны в научном сообществе, и вопросов о том, почему предпочтение отдано именно этим людям, не возникает. Возникает разве что вопрос о том, почему Мильнер обратил внимание на теоретиков, а не на, скажем, исследователей нанотрубок или графена. только ли потому, что он сам заканчивал теоретическую кафедру, а не экспериментальное или астрономическое отделение?
==дурная бесконечность==
теоретическая физика отличается от всех остальных наук тем, что изучает самые фундаментальные вещи в мире: то, как взаимодействуют друг с другом элементарные частицы, как они движутся, соударяются, превращаются друг в друга и как составные частицы рассыпаются на части.
В привычном нам мире представить себе такое взаимодействие несложно. Есть шарик, на него налетает второй шарик, они сталкиваются и отскакивают в разные стороны. Но все шарики, которые можно себе представить в микромире, обладают упругостью только за счет того, что состоят из частиц, в которых есть электрические заряды. Ведь на самом деле отскок шарика от твердой поверхности произошел не сам по себе, а за счет электромагнитного поля. один источник поля приблизился к другому, поле начало расталкивать их в разные стороны, а сами источники друг друга так и не коснулись. Свойство шариков отскакивать друг от друга обусловлено полем, так что объяснить поведение элементарных частиц и полей простой механической аналогией не удастся.
кстати, с частицами есть еще одна проблема: формально они точечные, их размер равен нулю. при этом у большинства есть такая характеристика, как спин, собственный момент импульса. Моментом импульса называют величину, равную импульсу точки, умноженному на расстояние до оси вращения. Но как может точка вращаться вокруг самой себя? А как обстоят дела с ее плотностью? Ведь плотность - это масса, деленная на объем, а объем точки равен нулю... Нехорошо как-то получается.
Более детальные описания взаимодействия частиц в рамках так называемых диаграмм Фейнмана тоже приводят к проблемам, связанным с бесконечностью в точке взаимодействия. при попытке создать теорию, которая сможет на квантовом уровне описать гравитационное поле, точечные взаимодействия становятся источником еще больших проблем; иными словами, полная теория всего и вся просто так из физики элементарных частиц не получается.
==струны как спасение==
проблемы, связанные с точечным размером частиц, исчезают при замене точечных частиц струнами, которые имеют все ту же нулевую толщину, но зато длину около 10-33 сантиметров, что в сотни миллиардов раз меньше доступного физикам сейчас размера, но все-таки не ноль! Струны можно сворачивать в колечки, и тогда получится, что две частицы взаимодействуют не как точки, а как кольца, и проблема бесконечности при делении на ноль отступает.
Заодно не приходится придумывать точки с разными свойствами, среди которых не только масса, заряд и спин, но и такой параметр, как странность. Цвет и аромат кварков (разумеется, речь о квантовых характеристиках, которые ученые так назвали для наглядности), какой-нибудь изоспин или леп-тонный заряд — все это уже не атрибуты точки, а параметры колебания струны. одну и ту же струну можно по-разному свернуть в пространстве, так что превращения частиц тоже получаются вполне естественным путем.
С одним лишь нюансом — струнам для этого надо быть многомерными. теории струн предполагают, что наше пространство на самом деле не трехмерно, а содержит еще некоторое число скрытых измерений, заметных только при приближении к масштабу струн. этот момент в теории представляется обычно
самым сложным для неспециалистов, однако его можно объяснить наглядно: натянутый трос канатной дороги одномерен с точки зрения пассажира (тот едет по прямой), двумерен с точки зрения муравья на тросе (тот движется по поверхности) и трехмерен с точки зрения технолога, рассматривающего переплетение проволок.
Наше пространство может оказаться столь же неоднородным на микроуровне, просто мы этого не замечаем в той же степени, в какой водитель машины не замечает микротрещин на асфальте гоночной трассы.
==зачем тут математика==
Струнные теории на первый взгляд кажутся идеальными — в них объясняется все, включая гравитационное поле и даже расширение Вселенной. удается даже снять противоречия общей теории
Читать далее...