Найден квадриллион методов сотворения нашей Вселенной в теории струн

    Физики, кои плутали по «ландшафту» теории струн — места из млрд и млрд математических решений теории, в какой каждое решение предоставляет уравнения, при помощи которых физики пробуют обрисовать действительность — натолкнулись на подмножество этаких уравнений, кои включают столько же частиц материи, сколько бытует в нашей Вселенной. Но это же подмножество большущее: бытует само мало квадриллион этаких решений. Это же наикрупнейшая находка в истории теории струн.

    Найден квадриллион методов сотворения нашей Вселенной в теории струн

    Вселенная в теории струн

    Согласно теории струн, все крупицы и фундаментальные силы появляются в ходе сомнений крохотных струн. Для математической согласованности, эти струны вибрируют в 10-мерном пространстве-времени. И для согласованности с нашим обычным ежедневным опытом существования во Вселенной, с тремя пространственными и одним временным измерением, добавочные шесть измерений «компактифицированы», эдак что найти них нельзя.

    Различные компактификации приводят к различным решениям. В теории струн «решение» предполагает вакуум пространства-времени, который регулируется теорией гравитации Эйнштейна в купе с квантовой теорией поля. Каждое решение определяет неповторимую вселенную, со собственным своим набором частиц, базовых сил и остальных определяющих качеств.

    Некие струнные теоретики сосредоточили свои усилия на попытках определить методы связать теорию струн со качествами нашей знаменитой наблюдаемой Вселенной — а именно, со Обычной фотомоделью физики простых частиц, которая определяет все узнаваемые крупицы и силы, за исключением гравитации.

    Большинство этих усилий сопряжена с версией теории струн, в какой струны ведут взаимодействие малосильно. Но за крайние двадцать лет новенькая отрасль теории струн под заглавием F-теория дозволила физикам ишачить с очень взаимодействующими — либо очень связанными — струнами.

    «Интересные результаты заключаются в том, что когда взаимосвязь объемная, мы можем начать обрисовывать теорию максимально геометрически», разговаривает Мирьям Цветик из Вуза Пенсильвании в Филадельфии.

    Это же значит, что теоретики струн умеют применять алгебраическую геометрию — которая употребляет алгебраические способы для решения геометрических задач — для анализа разнообразных методов компактификации доп измерений в F-теории и поиска решений. Арифметики независимо изучают некие геометрические формы, кои рождаются в F-теории. «Они обеспечивают нас, физиков, пространным инструментарием», разговаривает Линг Лин, а также из Вуза Пенсильвании. «Геометрия на деле максимально немаловажна, это же «язык», кои выполняет F-теорию сильной структурой».

    Квадриллионы вселенных

    И вот, Цветик, Лин, Джеймс Хэлверсон из Северо-Восточного вуза в Бостоне приименяли эти способы для идентификации класса решений с вибрирующими модами струн, кои приводят к этакому же диапазону фермионов (либо частиц материи), какой же описывается Обычной фотомоделью — включая и свойство, с помощью которого фермионы бывают трех поколений (к примеру, электрон, мюон и тау — это же три поколения единого типа фермионов).

    Решения F-теории, обнаруженные Цветик и ее сотрудниками, а также включают крупицы, кои показывают хиральность (отсутствие симметрии относительно правой и левой стороны) Обычной фотомодели. В терминологии физики частиц, эти решения воспроизводят четкий «хиральный спектр» частиц Обычной фотомодели. К примеру, кварки и лептоны в этих решениях имеют левую и правую версии, как только и в нашей Вселенной.

    Новенькая работа демонстрирует, что бытует само мало квадриллион решений, в каких крупицы имеют этакий же хиральный диапазон, как только и в Обычной фотомодели, что на 10 порядков все больше решений, чем существовало обнаружено в теории струн до сего времени. «Это непременно наибольший подкласс решений Обычной модели», разговаривает Цветик. «Что изумительно и приятно, эдак это же то, что все это же в режиме сильносвязанной теории струн, где нам помогает геометрия».

    Квадриллион — это же очень крупное число, хотя и намного наименьшее, чем число решений в F-теории (которое по крайним подсчетам составляет порядка 10272000). И так как это же очень крупное число, которое выдает что-то нетривиальное и верное в физике частиц настоящего мира, его будут учить со всей строгостью и серьезностью, разговаривает Хэлверсон.

    Предстоящее исследование будет включать в себя выявление наиболее мощных связей с физикой простых частиц настоящего мира. Исследователи обязаны обусловить взаимосвязи либо взаимодействия меж частичками в решениях F-теории, кои опять-таки зависят от геометрических деталей компактификации доп измерений.

    Полностью может быть, что в пространстве квадриллиона решений будут некие решения, приводящие к распаду протона в обозримых временных масштабах. Это же очевидно будет противоречить действительному миру, так как опыты и не выявили никаких признаков распада протонов. Либо же физики могли бы выискать решения, кои продадут диапазон частиц Обычной фотомодели, сохраняющие математическую симметрию (R-четность). Эта симметрия воспрещает конкретные процессы распада протона и существовала бы максимально симпатичной исходя из убеждений физики простых частиц, но в современных моделях отсутствует.

    За исключением тамошнего, эта работа подразумевает существование суперсимметрии — другими словами, все обычные крупицы имеют частиц-партнеров. Теория струн нуждается в данной симметрии, дабы обеспечить математическую согласованность решений.

    Однако для тамошнего, дабы неважно какая теория суперсимметрии соответствовала наблюдаемой Вселенной, симметрия обязана быть нарушена (подобно тамошнему, как только инсталляция столовых устройств и стакана на левой либо правой стороне вразнобой нарушит симметрию сервировки стола). В гадком случае частицы-партнеры будут владеть этакий же толпой, как только крупицы Обычной фотомодели — а уж это же определенно и не эдак, так как мы и не лицезрели никаких схожих частиц-партнеров в наших опытах.

    Как только думаете, найдется ли в теории струн верное решение для нашей Вселенной либо физики напрасно растрачивают время? Поведайте в нашем чате в Телеграме.