Физическую «проблему тысячелетия» посчитали неразрешимой

Физическую «проблему тысячелетия» посчитали неразрешимой

Физики из Великобритании, Испании и Германии посчитали одну из «проблем тысячелетия» (связанную с физикой элементарных частиц) неразрешимой. Результаты своих исследований Тоби Кубитт, Дэвид Гарсия Перес и Майкл Вольф опубликовали в журнале Nature, а кратко о них сообщает Nature News.

В своей работе ученые рассмотрели частный пример из физики конденсированных сред: двумерную модель бесконечной кристаллической решетки, в узлах которой находятся атомы. Ученые попробовали рассчитать спектральную щель — разрыв между соседними энергетическими уровнями электрона.

Это позволяет определить свойства материалов, которые, в частности, в некоторых случаях при понижении температуры могут перейти в сверхпроводящее состояние. Физики в своей работе квантовые состояния атомов в решетке описали как реализацию машины Тьюринга, содержащую информацию о каждом шаге вычислений, необходимых для определения спектральной щели.

Кубитт и его коллеги показали, что в случае бесконечной решетки невозможно узнать, заканчивается ли вычисление, так что вопрос о спектральной щели остается неразрешимым. Между тем, для конечной двумерной решетки вычисления занимают конечное время и приводят к определенному ответу.

Несмотря на то, что реальные материалы имеют конечные размеры, их незначительная модификация может привести к резкому изменению спектральной щели. Последнее обстоятельство и позволило ученым заявить о принципиальной неразрешимости «проблемы тысячелетия».

Несмотря на то, что задача, по мнению ученых, не может быть решена в общем случае, ответ на нее, вероятно, возможно найти в частных случаях. Как отметили авторы, свое исследование они проводили в рамках физики конденсированного состояния вещества, тогда как проблема тысячелетия изначально сформулирована для физики элементарных частиц.

В ней «проблема тысячелетия» сводится к математическому описанию так называемой массовой щели в теории Янга-Миллса. Физически эту задачу можно сформулировать как теоретическое обоснование конфайнмента (невылетания кварков) — объяснению того, почему кварки связаны в протоне и не наблюдаются в свободном (несвязанном) состоянии.

Автору решения этой задачи Математический институт Клэя обещает один миллион долларов. В настоящее время из семи «проблем тысячелетия» решена только одна (гипотеза Пуанкаре). Автор решения, российский математик Григорий Перельман, отказался от своей премии и по личным мотивам ушел из науки.

Lenta.ru

Похожие новости:
Бабай приблизился к решению «проблемы тысячелетия»
Математик Ласло Бабай из Чикагского университета в США разработал теоретический алгоритм, позволяющий существенно ускорить сравнение графов друг с другом. Исследование ученого связано с проблемой равенства классов P и NP, являющейся одной из «проблем тысячелетия». Об этом сообщает Nature News.Исследование ученого ..
2015-11-20 3424 0 Научные открытия
0
Современная математика оказалась бессильна перед задачей Навье-Стокса
Лауреат Филдсовской медали математик Теренс Тао опубликовал работу, которая доказывает невозможность решения посвященной задаче Навье-Стокса проблемы тысячелетия существующими на настоящий момент средствами. Препринт (pdf) статьи доступен на arXiv.org. Тао попытался формализовать представление многих математиков ..
2014-02-26 2622 0 Научные открытия
1
В Луганске решена одна из задач тысячелетия
Профессор кафедры «Компьютерные системы и сети» Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля Анатолий Плотников предложил и опубликовал в международном научном журнале «Journal of computer science» (8 том, 7 выпуск) вариант решения ранее нерешенной математической задачи «P ..
2012-09-13 2378 0 Научные открытия
-1
Челябинский ученый решил одну из семи неразрешимых задач
Математик из Челябинска Анатолий Панюков нашел решение одной из важнейших задач в современной науке. Как сообщил «Новому Региону» доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой экономико-математических методов и статистики на факультете вычислительной математики и информатики Анатолий Панюков, с 1983 ..
2013-12-16 2910 0 Научные открытия
-1
Ученые NASA решают проблему сжимания пространства
Специалисты из NASA решают проблему сжимания пространства и времени для того, чтобы осуществить межзвездный перелет, сообщет Gizmodo со ссылкой на специалиста по инженерному обеспечению NASA доктора Уайта.Он отмечает, что несмотря на все технические достижения землян, в области освоения космоса мы находимся ..
2012-09-19 2005 2 Научные открытия
0
Российский математик заявил о решении двух проблем Гильберта
Профессор Нижегородского государственного университета имени Николая Лобачевского доктор физико-математических наук Ярослав Сергеев в интервью ТАСС заявил о решении двух проблем Гильберта. Исследования опубликованы в журнале Европейского математического общества EMS Surveys in Mathematical Sciences.Первая проблема, о решении ..
2017-11-28 5092 0 Научные открытия
1
Лауреаты Нобелевской премии посчитали свое открытие бесполезным
Открытие, за которое физики получат Нобелевскую премию, было сделано случайно. Об этом во вторник, 4 октября, сообщает ТАСС, цитируя одного из лауреатов Дункана Халдейна. Ученый рассказал о том, что он и его коллеги даже не думали, что их исследование может оказаться полезным.На вопрос ..
2016-10-04 2043 0 Научные открытия
0
Открытие "частицы Бога" сделало Хиггса кандидатом на премию Нобеля
Английский физик Питер Хиггс достоин Нобелевской премии. Это заявление прозвучало после того, как накануне специалисты Европейского центра ядерных исследований объявили, что обнаружена новая элементарная частица. По своим параметрам она очень похожа на бозон, предположение о существовании которого ..
2012-07-5 2187 1 Научные открытия
1
Российский врач подал в суд на нобелевских лауреатов по физике
Врач-терапевт из Москвы Сергей Паталах подал в Европейский суд по правам человека на нобелевских лауреатов по физике 2011 года за плагиат. Об этом, а также о сути претензий российского физика-самоучки, сообщает "Московский комсомолец". По словам Паталаха, в собственной книге "Опровержение Ньютона и Эйнштейна", ..
2011-12-3 2341 3 Научные открытия
0
Найден самый долгоживущий организм планеты
Растение, которому по предварительным оценкам от 80 до 200 тысяч лет, обнаружили в Средиземном море учёные из Австралии. Самый долгоживущий организм планеты воспроизводит себя клонированием.Рекордсменом оказалась обычная морская трава вида Posidonia oceanica. Исследованием её ДНК занимался Карлос Дуарти (Carlos ..
2012-02-7 2600 0 Научные открытия
0
Астрофизики сообщили об обнаружении следов темной материи
Британские астрофизики заявили об обнаружении свидетельства производства в ядре Солнца аксионов — кандидатов на частицы темной материи. Результаты своих исследований авторы планируют опубликовать 20 октября 2014 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2014-10-19 1955 0 Научные открытия
-1
Российские ученые пробурили 4-километровый лед в Антарктиде
После 30 лет бурения российские ученые проникли в подледниковое озеро Восток в Антарктиде, сообщил в понедельник источник в научных кругах. «Вчера на станции Восток в Антарктиде наши ученые на глубине 3,768 тыс. метров завершили бурение и достигли поверхности подледникового озера», - сказал ..
2012-02-6 4899 3 Научные открытия
-1
Ученые создали искусственные тромбоциты
Ученые из  Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UC Санта-Барбара) создали синтетические тромбоциты, компоненты крови, которые препятствуют чрезмерному кровотечению и обладают способностью быстро заживлять раны,сообщает«WordScience.org». Уникальные физические и биохимические свойства тромбоцитов играют важную роль в выполнении сложных биологических ..
2012-06-5 1380 0 Научные открытия
0
В ЦЕРНе начали подготовку к поиску хамелеонов
В ЦЕРНе в рамках эксперимента CAST (CERN Axion Solar Telescope) начали подготовку к поискам хамелеонов — гипотетических частиц, постулируемых для объяснения существования темной материи. Об этом сообщается в свежем онлайн-выпуске CERN Bulletin. В установке CAST в магнитном поле гипотетические ..
2015-09-22 2127 0 Научные открытия
0
Физики нашли антиматерию в двухкилометровом грозовом облаке
Физики рассказали об обнаружении в атмосфере Земли облака антиматерии. Согласно расчетам ученых, размеры грозового облака, в котором содержится антивещество, достигают двух километров в поперечнике. Об этом сообщается на сайте Nature. Антиматерию физики определили по ее аннигиляции — реакции между материей ..
2015-05-15 7236 0 Научные открытия
4