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:
Физик починил причинно-следственные связи в гравитации
Российский физик из Физического института имени Лебедева Андрей Барвинский, по его собственным словам, сумел решить вопрос о нарушении причинности в нелокальной теории гравитации. Препринт статьи Барвинскогоопубликован на сайте arXiv.org, а его краткое изложение с пояснениями автораприводит ФИАН-информ. В 90-х годах ..
2013-01-29 2694 1 Научные открытия
0
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 2856 0 Научные открытия
0
Скорость света рассчитали в пространстве с двумя временными измерениями
Астрофизик Кристоф Кон из Датского технического университета рассчитал скорость света в пространстве с пятью измерениями, два из которых являются временными. Препринт исследования находится в распоряжении редакции «Ленты.ру».Расчет ученого, по его словам, позволяет продемонстрировать, каким образом скорость света в четырехмерном пространстве-времени ..
2016-12-11 4689 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 3251 1 Научные открытия
0
Плагиат А.Эйнштейна
Авторитетам любят поклоняться. Авторитетам верят на слово. Авторитетов чтят. Но именно их ошибки десятилетиями служат тормозом в дальнейшем естественном развитии науки.«А. Эйнштейн, работая в патентном бюро, просто «позаимствовал» идеи у двух учёных: математика и физика Жуля Анри ..
2013-06-21 2786 4 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 3964 2 Научные открытия
0
Теория формирования молний космическими лучами доказана
Российские физики Алекс Гуревич и Анатолий Караштин обнаружили свидетельства того, что молнии возникают под влиянием космических лучей, как они сообщают в своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Впервые данная теория была предложена Гуревичем еще в 1992 году ..
2014-01-14 2568 2 Научные открытия
0
Японский математик заявил о доказательстве АВС-гипотезы
Японский математик Шиничи Мотидзуки (Shinichi Mochizuki) заявил о доказательстве знаменитой ABC-гипотезы, считающейся одним из ключевых утверждений в теории чисел. Свое доказательство он изложил в серии из четырех работ (1,2, 3 и 4), краткое изложение которыхприводит Nature News. Работы были выложены ..
2012-09-11 2197 0 Научные открытия
0
Найдены новые доказательства теории Большого взрыва
Международная команда ученых, используя самый мощный телескоп на Земле, открыла, что в моменты времени сразу после Большого взрыва Вселенная вела себя так, как предсказывается теорией, устранив таким образом значительное несоответствие между теорией и наблюдениями, беспокоившее ..
2013-06-10 3836 0 Научные открытия
1
Лазерное зондирование Луны подтвердило фундаментальную симметрию теории относительности
Физики из Университета Сорбонны и Калифорнийского университета провели самый чувствительный эксперимент по поиску нарушений лоренц-симметрии в теории относительности. Новые результаты в 5-800 раз сильнее ограничивают существование подобных отклонений, по сравнению с предыдущими экспериментами. В основе поиска лежат данные 45 лет лазерной ..
2016-12-26 5543 0 Научные открытия
0
Найдена ошибка расчетов относительно скорости нейтрино
Уже прошло больше 3х недель, после того как ученые заявили о том, что нейтрино преодолел скорость света. Данное открытие породило массу слухов и споров. Естественно, что признание данного открытия верным, полностью поставит крест на известной всеми теории относительности ..
2011-10-27 4197 2 Научные открытия
1
Физики впервые подтвердили эргодическую теорию
Физики впервые смогли экспериментально подтвердить положения эргодической теории - теории, объясняющей свойства динамических систем. Исследование сразу двух коллективов ученых появилось в журнале Angewandte Chemie. Коротко о нем пишет портал Physics World. Динамическими системами называют системы, ..
2011-10-21 2564 0 Научные открытия
0
Найден довод против неизменности скорости света
Ученые нашли способ проверить гипотезу, что скорость света в ранней Вселенной могла быть выше, чем сейчас. Ее предложил португальский физик и космолог Жуан Магейжу. Об этом сообщает издание Phys.org. Статья исследователя опубликована в журнале Physical Review D в пятницу, ..
2016-11-28 4078 0 Научные открытия
0
Физик обобщил теорему об «отсутствии волос» у черных дыр
Физик Норман Гюрлебек из Бременского университета обобщил так называемую теорему об «отсутствии волос» у черных дыр для случая, когда их окружает другая гравитационная материя. Результаты своих исследований автор опубликовал в журнале Physical Review Letters. Согласно классической теореме об «отсутствии волос», ..
2015-04-19 5791 0 Научные открытия
2
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 4272 0 Научные открытия
0