Геометрична структура, яка змінює уявлення про реальність
Квантова плутанина
У 1980-х роках в США будувався Техаський надпровідний суперколлайдер. Він був розроблений для спільного зіткнення протонів, щоб вчені могли вивчити, як взаємодіють глюони, які утримують кварки в протонах разом. Але в той час глюони і їх взаємодії були настільки складними, що розуміння їх здавалося неможливим - тим більше, що при обчисленні результатів взаємодії глюони брали участь сотні діаграм Річарда Фейнмана і сторінок алгебри.
У 1986 році вчені використовували суперкомп'ютери та діаграми Фейнмана для розрахунку ймовірності різних результатів шести глюонів взаємодій. Потім вони зробили обгрунтоване припущення і запропонували однорядковими формулу для заміни понад 200 діаграм Фейнмана і незліченних ліній алгебри - і їх одне рівняння було правильним. Була тільки одна проблема: вони не знали, чому.
Нарешті, в 2005 році нова дослідницька група виробила рівняння здогади для того ж шесті'ядерного взаємодії, і на цей раз у них було тверде припущення про те, що їх метод (метод BCFW, названий за прізвищем дослідників) може маю на увазі. Основна ідея полягала в тому, що центральними об'єктами теорії були промені світла, твістор, а не частки, а різні терміни методу можна було інтерпретувати як обсяги тетраедрів в твісторном просторі.
Таким чином, висновок полягає в тому, що додавання цих об'єктів дає вам обсяг загадкового багатогранника - нехай і неймовірно складного з точки зору обчислювальної точки зору. Але тепер команда з Інституту перспективних досліджень (IAS) в Нью-Джерсі побудувала на цій роботі, характеризуючи новий математичний об'єкт, багатовимірний, взаємопов'язаний ряд багатогранників: амплітудний елемент. Амплітудерон не є фізичним об'єктом, а абстракцією, яка дозволяє вченим моделювати, як розвиваються деталі взаємодії частинок. Існує так багато амплітуедров, як є можливі шляхи взаємодії частинок.
Нова реальність
Порівняння з діаграмами Фейнмана, які ці абстрактні об'єкти замінюють, примітно; Обчислення обсягу одного амплифицированного елемента замінює тисячі діаграм і обчислень суперкомп'ютером. Параметри проблеми змінюються: вона стає суто математичною проблемою. Ця робота може також наблизити нас до єдиної теорії всього, тому що амплітуда елемент встановлює обчислення чогось локального і унітарного, що пов'язано з його геометрією, а не з коренем в просторі-часі. Іншими словами, локальність може бути виникає особливістю простору-часу.
Для квантової механіки і сили тяжіння, щоб співіснувати, місцевість повинна йти, і амплітудний елемент передбачає, що це можливо. Це означає, що він очищає шлях для квантової теорії гравітації, відкриваючи можливості розуміння внутрішньої роботи чорних дір і, можливо, навіть великого вибуху.
Тепер завдання полягає в тому, щоб розширити цей процес геометричних думок і застосувати його до більш реалістичним, менш симетричним моделям взаємодії частинок. В кінцевому рахунку дослідники повинні будуть усунути місцевість, щоб включити гравітацію - нелегкий подвиг. Німа Арканов-Хамед, яка очолює команду IAS, розповіла аудиторії на конференції String-Math 2016 Парижі, Франція, що вони впевнені, що космічна і квантова механіки в кінцевому підсумку з'являться як одна: «У цьому прикладі з дитиною це саме те, що трапляється . У цій геометрії немає способу відокремити шматок, який є просторово-тимчасовим від шматка, який є квантовою механікою. Це все один і той же аспект лежить в основі позитивної геометрії ».
Література: Новий вчений, arXiv.org
