От хаоса к структуре: теория струн оказалась в центре новой концепции

Теория струн, несмотря на полвека исследований, остаётся труднодоказуемой концепцией физики. Однако новая работа группы учёных из Нью-Йоркского университета и Калтеха может сделать теорию струн "неизбежной" с математической точки зрения.

Фото: U.S. Navy by Greg Vojtko, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Физик

Математика как ключ к истине

Учёные задали фундаментальный вопрос: "Какая математическая задача приводит к теории струн как единственному решению?".

Подход получил название "bootstrap", напоминающий выражение "вытягивать себя за шнурки". Это метод позволяет без дополнительных предпосылок, лишь математически, вывести результат, соответствующий физической реальности.

Ранее "bootstrap" уже помог доказать математическую неизбежность общей теории относительности и теорий взаимодействий частиц, таких как глюоны в протонах. Однако до сих пор никто не отвечал на этот вопрос для теории струн.

Как это работает

Команда учёных, включая Гранта Реммена из NYU и Клиффорда Чунга с Аароном Хиллманом из Калтеха, разработала специальные математические условия для амплитуд рассеяния — формул, описывающих взаимодействие частиц. В результате теоретические структуры теории струн возникли как единственное возможное решение.

"Это впервые даёт ответ на ключевой вопрос теории струн," — говорит Грант Реммен — "Теперь мы на шаг ближе к пониманию, почему теория струн обязана описывать нашу Вселенную."

Будущее исследования

Учёные считают, что результаты могут помочь в изучении квантовой гравитации — попытки объединить теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику.

Уточнения

Тео́рия струн — направление теоретической физики, изучающее динамику взаимодействия объектов не как точечных частиц, а как одномерных протяжённых объектов, так называемых квантовых струн.

Фи́зика (от др.-греч. φυσική — «природный» от φύσις — «природа») — область естествознания: фундаментальная наука о наиболее общих законах природы, о материи, её структуре, движении и правилах трансформации.