Предложено решение важнейшей дилеммы теории струн
Logo
Cover

Уравнения американского профессора вряд ли получится применить в повседневной жизни, однако они открывают дорогу для создания более высокоуровневых моделей, при помощи которых можно было бы приблизиться к пониманию таких аспектов физики, как теория струн или квантовая теория поля.

С 60-х годов прошлого века физики бьются над теорией струн, предполагающей, что все на свете состоит из крошечных колеблющихся одномерных объектов — струн. Сейчас ее пытаются применить к широкому спектру фундаментальных вопросов — от физики черных дыр до происхождения Вселенной. Однако одно из самых значительных достижений этой теории в том, что черные дыры и материя могут быть двумя сторонами одной медали.

Этот так называемый дуализм позволяет ученым связать свойства материи (к примеру, давление) со свойствами черных дыр, определенными Общей теорией относительности Эйнштейна.

Есть у теории струн и огромный недостаток — пока никому не удалось доказать, что это предположение верно, пишет Phys.org.

За 20 лет, прошедших с открытия дуализма, исследователи теории струн пытались преодолеть это затруднение при помощи все более сложных уравнений. И все же каждый раз, когда они сравнивали эту двойственность, они получали один и тот же результат: свободная энергия (способность системы выполнять работу) сильного взаимодействия (или связи) двух элементов примерно равна трем четвертям силы слабой связи.

Профессор Ромэчке из Калифорнийского университета в Боулдере считает, что нашел, наконец, ответ на эту загадку — надо только сменить измерения. Для этого он разработал математический инструментарий, способный решить «дилемму трех четвертей».

Ромэчке работал в мире, у которого было только два измерения. Воспользовавшись уравнениями, выведенными его коллегами в прошлом, а также современными методами квантовой теории поля, он смог заставить материю (в данном случае, давление) переходить от нулевого взаимодействия к бесконечному.  

Ученый обнаружил, что давление в бесконечной связи равно четырем пятым от нулевой связи, то есть существует более сильная связь в этом меньшем измерении, чем та, что была известна науке ранее. Кроме того, теперь появился метод решения такого рода задач.

Исследователь признает, что такой же эффект мог получиться из-за различий в измерениях, но продолжает считать, что его метод будет полезен для квантовой теории поля и раскрытия загадки теории струн.

Теорию, которая объясняет движение звезд лучше Общей теории относительности Эйнштейна, выдвинули ученые Германии и Дании. Если это так, то таинственной темной материи во Вселенной может вообще не быть.