Физики вывели квантовую механику из полевой теории струн

Физики вывели квантовую механику из полевой теории струн

Американские физики-теоретики продемонстрировали возможность получения квантовомеханических соотношений из специального случая струнной теории поля (полевой теории струн). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physics Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета Южной Калифорнии.

Cтрунная теория поля является потенциальным аналогом квантовой теории поля (КТП), разрабатываемой в рамках теории струн. Широкой общественности она может быть известна в связи с именем одного из ее основных идеологов — американского ученого и популяризатора науки Мичио Каку (Michio Kaku).

В своей работе физики показали, что в специальном классе теорий оказывается возможным, исходя из уравнений струнной теории поля, получение коммутационных соотношений, аналогичных таковым в квантовой механике.

В квантовой механике такие соотношения связывают операторы, которым в классической физике соответствуют различные величины, например координата, импульс и энергия.

Если соответствующие операторы коммутируют (их произведение совпадает с произведением, в котором множители поменяли местами), то соответствующие величины в квантовой теории оказываются одновременно измеримыми, и наоборот.

Теория струн (M-теория) основана на предположении существования на планковских масштабах гипотетических одномерных объектов — струн. Элементарные частицы и их взаимодействия в таком подходе интерпретируются как возбуждения струн.

Основной задачей теории является создание универсальной теории, объединяющей все четыре известных взаимодействия: сильного, слабого, электромагнитного и гравитационного. Описанием первых трех занимается квантовая теория поля, являющаяся математической моделью современной физики элементарных частиц.

Общая теория относительности (ОТО), которая описывает гравитационное взаимодействие, в целом не находится в противоречии с КТП, поскольку обе описывают явления, происходящие на разных масштабах длин и энергий. Если ОТО применима к описанию космологических явлений с огромными массами, то КТП более подходит к описанию явлений, происходящих на субатомном уровне.

Однако обе теории вступают в противоречие друг с другом на планковских масштабах, поскольку на них в ОТО необходим учет квантовых поправок. Квантовая версия ОТО, получаемая аналогичным КТП образом, оказывается неперенормируемой, то есть ее наблюдаемые величины не удается сделать конечными. В значительной степени решению этого вопроса и посвящена значительная часть исследований в теории струн.

Lenta.ru

Похожие новости:
Теорию струн и петлевую квантовую гравитацию предложили объединить
Физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер из Стокгольма посчитала двух альтернативных претендентов на «теорию всего» (теорию струн и петлевую квантовую гравитацию) сторонами одной медали. По ее мнению, в настоящее время петлевая квантовая гравитация достигла большого прогресса. Об этом ученый рассказала ..
2016-01-15 2117 0 Научные открытия
0
Крупнейшая научная премия досталась выходцу из России
Крупнейшая в мире научная премия - премия Мильнера или Fundamental Physics Prize (FPP) - досталась сотруднику Принстонского университета Александру Полякову, который является выходцем из России, передает в четверг «Лента.ру». Размер премии составляет 3 млн долларов. Она досталась Полякову за работы в области ..
2013-03-21 2420 1 Научные открытия
0
Физики объяснили роль гравитации в проявлении квантовых свойств
Физики из Австрии объяснили роль гравитации в подавлении проявления квантовых свойств микромира. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Physics. Исследование микромира — взаимодействий элементарных частиц — проводится, как правило, на низких энергиях в пренебрежении эффектами гравитации. Однако ..
2015-06-16 7098 0 Научные открытия
0
Ученые создали модель Вселенной на основе теории суперструн
Группа из трех исследователей впервые продемонстрировала то, как в нашей Вселенной образовалось 3 пространственных измерений из десяти, девять из которых относились к пространству, а одно ко времени. Результаты были получены путем моделирования на суперкомпьютере. В теории суперструн, которую называют "теорией всего", все элементарные ..
2011-12-26 2984 2 Научные открытия
0
Физики описали испарение черной дыры в нульмерные объекты
Физики-теоретики из США и Японии в рамках теории суперструн типа IIA качественно описали испарение крупной холодной черной дыры. Посвященный исследованию препринт авторы опубликовали на сайте arXiv.org.В использованном учеными микроскопическом подходе холодная черная дыра испаряется в свободно распространяющиеся ..
2016-03-20 2294 0 Научные открытия
1
Найден способ проверить теорию петлевой квантовой гравитации
Петлевая квантовая гравитация может решить одну из самых крупных проблем физики: примирить между собой общую теорию относительности и квантовую механику. Но подобно другим умозрительным теориям квантовой гравитации, петлевая квантовая гравитация еще не была проверена экспериментально. ..
2012-01-16 3391 0 Научные открытия
0
Китай осуществит квантовую телепортацию на 1200 километров
Китайские ученые летом 2016 года проведут первый в мире эксперимент по осуществлению квантовой телепортации на расстояние более 1200 километров. Об этом сообщает Nature News.Для эксперимента ученые планируют запустить в июне 2016 года спутник. Таким образом, ..
2016-01-14 2287 0 Научные открытия
1
Физики продемонстрировали работу квантового переключателя
Физики Гарвардского университета и Массачусетского технологического института под руководством Михаила Лукина придумали квантовые переключатели, управлять работой которых можно единичными фотонами. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Гарвардского университета. В ..
2014-04-25 1804 0 Научные открытия
0
Физики продемонстрировали надежную квантовую телепортацацию
Ученые из Нидерландов и Великобритании продемонстрировалии квантовую телепортацию между двумя кубитами, разделенными расстоянием в три метра. Краткое сообщение об исследовании доступно на сайте Делфтского технического университета в Нидерландах, а статья ученых опубликована в журнале Science. Ученым удалось передать на расстояние квантовую ..
2014-05-30 2022 0 Научные открытия
0
Физики объяснили расхождение масс частиц во Вселенной
Физики-теоретики из США и Японии предложили новое объяснение проблемы электрослабой иерархии в физике элементарных частиц. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко о них в своей колонке в онлайн-издании Physics рассказал физик Майкл Дайн из Калифорнийского ..
2015-11-24 7410 0 Научные открытия
-1
Совершён невероятный прорыв в изучении квантовой механике
Группа исследователей из «Университета Центральной Флориды» (University of Central Florida) создала самый короткий лазерный импульс в мире, и в своём процессе предоставила учёным новый инструмент, с помощью которого можно смотреть на квантовую механику в действии — то, что было скрыто до недавнего ..
2012-09-6 2510 0 Научные открытия
0
Физики осуществили квантовую телепортацию на 25 километров
Физики телепортировали квантовое состояние фотона на расстояние 25 километров. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Photonics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте AlphaGalileo. В своем эксперименте ученые разнесли два запутанных фотона на расстояние в 25 километров по оптическому ..
2014-09-23 2195 0 Научные открытия
1
Физики предложили объяснение трехмерности Вселенной
Физики из Великобритании, США, Германии и Португалии попробовали объяснить пространственную трехмерность наблюдаемой Вселенной и указать на возможные причины ее раннего инфляционного расширения. Препринт своего исследования авторы выложили на ресурсе arXiv.org, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте New Scientist. Согласно выдвинутой ..
2015-09-03 4550 0 Научные открытия
1
Физики впервые осуществили телепортацию в квантовую память
Международная группа физиков впервые продемонстрировала возможность квантовой телепортации в квантовую память по «обычному» оптическому каналу. Препринт статьи исследователей доступен на сайте arXiv.org. В качестве квантовой памяти у исследователей выступал кристалл иттриевого ортосиликата, допированный ионами неодима. ..
2014-02-05 1692 0 Научные открытия
0
Физики научились телепортировать энергию
Сначала они телепортировали протоны, затем атомы и ионы. А теперь один физик открыл способ, который позволяет проделать это с энергией. Данное открытие имеет большое значение для будущего физики. В 1993 году, Чарли Беннетт из Исследовательского Центра IBM имени Уатсона ..
2013-12-9 2588 0 Научные открытия
0