Два бакі медаля вібруюць на адной струне

Альберту Эйнштэйну так і не ўдалося стварыць адзіную тэорыю, якая тлумачыць увесь свет у адной сувязной структуры. На працягу стагоддзя даследнікі аб'ядналі тры з чатырох вядомых фізічных сіл у тое, што яны назвалі Стандартнай мадэллю. Аднак засталася чацвёртая сіла, гравітацыя, якая не зусім укладваецца ў гэтую загадку.

Ці, можа, гэта так?

Дзякуючы адкрыццям і высновам фізікаў, звязаных са знакамітым амерыканскім Прынстанскім універсітэтам, зараз ёсць цень шанцу прымірыць тэорыі Эйнштэйна са светам элементарных часціц, якім кіруе квантавая механіка.

Хоць гэта яшчэ не «тэорыя за ўсё», працы, праведзеныя больш за дваццаць гадоў таму і да гэтага часу дапаўняюцца, выяўляюць дзіўныя матэматычныя заканамернасці. Тэорыя гравітацыі Эйнштэйна з іншымі абласцямі фізікі - перш за ўсё з субатамнымі з'явамі.

Усё пачалося са слядоў, знойдзеных у 90-х гадах Ігар Клябанаў, прафесар фізікі ў Прынстане. Хоць насамрэч варта пайсці яшчэ глыбей, у 70-я гады, калі навукоўцы вывучалі драбнюткія субатамныя часціцы, званыя кваркаў.

Фізікам здалося дзіўным, што незалежна ад таго, з якой энергіяй сутыкаюцца пратоны, кваркі не могуць вызваліцца - яны нязменна застаюцца зачыненымі ўнутры пратонаў.

Адным з тых, хто працаваў над гэтым пытаннем, быў Аляксандр Палякоўтаксама прафесар фізікі ў Прынстане. Аказалася, што кваркі "склеены" паміж сабой тады яшчэ новымі названымі часціцамі пахвалі мяне. Некаторы час даследчыкі лічылі, што глюёны могуць утвараць "струны", якія злучаюць кваркі разам. Палякаў бачыў сувязь паміж тэорыяй часціц і стру тэорыян., але не змог пацвердзіць гэта ніякімі доказамі.

У наступныя гады тэарэтыкі пачалі меркаваць, што элементарныя часціцы насамрэч уяўляюць сабою маленькія кавалачкі якія вібруюць струн. Гэтая тэорыя стала паспяховай. Яго нагляднае тлумачэнне можа быць наступным: падобна таму, як якая вібруе струна ў скрыпцы спараджае розныя гукі, ваганні струн у фізіцы вызначаюць масу і паводзіны часціцы.

У 1996 годзе Клябанаў разам са студэнтам (а пазней дактарантам) Стывен Губсер і постдоктарскі навуковы супрацоўнік Аманда Піт, выкарыстаў тэорыю струн для вылічэння глюонаў, а затым параўнаў вынікі з тэорыяй струн для.

Сябры каманды былі здзіўленыя тым, што абодва падыходы далі вельмі падобны вынік. Праз год Клябанаў вывучыў хуткасці паглынання чорнымі дзіркамі і выявіў, што на гэты раз яны сапраўды супадаюць. Праз год вядомы фізік Хуан Мальдасена выявіў адпаведнасць паміж асаблівай формай гравітацыі і тэорыяй, якая апісвае часціцы. У наступныя гады над ім працавалі іншыя вучоныя і распрацоўвалі матэматычныя ўраўненні.

Не ўдаючыся ў тонкасці гэтых матэматычных формул, усё зводзілася да таго, што гравітацыйнае і субатамнае ўзаемадзеянне часціц – гэта як два бакі аднаго медаля. З аднаго боку, гэта пашыраная версія гравітацыі, узятая з агульнай тэорыі адноснасці Эйнштэйна 1915 г. З іншага боку, гэта тэорыя, якая прыблізна апісвае паводзіны субатамных часціц і іх узаемадзеянне.

Працу Клябанава працягнуў Губсер, пасля які стаў прафесарам фізікі ў… Прынстанскім універсітэце, вядома, але, нажаль, ён памёр некалькі месяцаў назад. Менавіта ён на працягу многіх гадоў сцвярджаў, што вялікае аб'яднанне чатырох узаемадзеянняў з гравітацыяй, у тым ліку выкарыстанне тэорыі струн, можа вывесці фізіку на новы ўзровень.

Аднак матэматычныя залежнасці павінны быць нейкім чынам пацверджаны эксперыментальна, а з гэтым справа ідзе нашмат горш. Да гэтага часу няма эксперыменту, каб зрабіць гэта.