1988. gadā Džons Kardijs vaicāja, vai pastāv c-teorēma četrās dimensijās. Tagad - pēc ceturtdaļgadsimta vēlāk - šķiet, ka viņam bija taisnība.
“Tiek parādīts, ka vienmērīgai d sfēras sprieguma tensora pēdas viena punkta funkcija Sd, kad tā ir atbilstoši noregulēta, definē c funkciju, kas vismaz līdz vienai cilpas secībai samazinās RG trajektorijas un ir nekustīgs RG fiksētajos punktos, kur tas ir proporcionāls parastajai konformalālajai anomālijai. ” sacīja Kārdijs. "Ir parādīts, ka šādas c-funkcijas esamība, ja tā atbilst šīm īpašībām visiem pasūtījumiem, atbilst paredzamai QCD rīcībai četrās dimensijās."
Viņa spekulācija ir a-teorēma ... daudzu ceļu, kuros kvantu laukus var enerģētiski ierosināt (a) augstās enerģijās vienmēr ir lielāks nekā zemās enerģijās. Ja šī teorija ir pareiza, tas, iespējams, izskaidros fiziku ārpus pašreizējā modeļa un iepazīstinās ar iespējamām nezināmām daļiņām, kuras vēl atklāj Lielais hadronu sadursme (LHC) CERN, Eiropas daļiņu fizikas laboratorijā netālu no Ženēvas, Šveicē.
“Esmu gandarīts, ja pierādījums izrādās pareizs,” saka Kardijs, teorētiskais fiziķis Oksfordas Universitātē, Lielbritānijā. "Es esmu diezgan pārsteigts, ka minējumi, kurus es izdarīju 1988. gadā, piecēlās."
Pēc teorētiķu Zohar Komargodski un Adam Schwimmer no Veizmann Science Institute of Rehovot, Izraēlā, Kardija teoriju pierādījums tika iesniegts 2011. gada jūlijā, un tas zinātnes aprindās lēnām kļūst pamanāms, jo citi teorētiski fiziķi ņem vērā viņa darbu.
"Es domāju, ka tas, visticamāk, ir pareizi," saka Natans Seibergs, teorētiskais fiziķis no Uzlaboto pētījumu institūta Prinstonā, Ņūdžersijā.
Kvantu teorijas lauks vienmēr atrodas uz nestabilas zemes ... šķiet, ka neviens nevar būt 100% precīzs savās domās par to, kā daļiņām vajadzētu izturēties. Saskaņā ar Daba ziņu izlaidumā viens piemērs ir kvantu hromodinamika - stipra kodolieroču teorija, kas apraksta kvarku un gluonu mijiedarbību. Šis trūkums liek fiziķiem censties saistīt fiziku ar augstas enerģijas un neliela attāluma kvarku skalu ar fiziku lielāka attāluma, zemākas enerģijas skalas, piemēram, protonu un neitronu skalas.
"Lai arī daudz darba ir veikts, lai piesaistītu īsu un tālu skalu konkrētām kvantu lauka teorijām, ir samērā maz vispārīgu principu, kas to piemēro visām teorijām, kuras var pastāvēt," saka Roberts Myers, Perimetra institūta teorētiskais fiziķis. Vaterlo, Kanādā.
Tomēr Kardija teorēma varētu būt atbilde četrās dimensijās - trīs telpas un laika dimensijas. Tomēr 2008. gadā divi fiziķi atrada kvantu lauka teorijas, kas nepakļāvās noteikumam, piemēru. Bet neapstājieties pie tā. Divus gadus vēlāk Seibergs un viņa kolēģi atkārtoti novērtēja pretpiemēru un atklāja kļūdas. Šie atklājumi ļāva veikt vairāk pētījumu par Kārija darbu un ļāva Švimmeram un Komargodskim izteikt minējumus. Atkal tas nav pilnīgs, un dažas jomas ir jāprecizē. Bet Mērs uzskata, ka pierādījums ir pareizs. "Ja tas ir pilnīgs pierādījums, tad tas kļūst par ļoti spēcīgu principu," viņš saka. "Ja tā nav, tā joprojām ir vispārēja ideja, kas pieder lielākajai daļai laika."
Saskaņā ar DabaPiekrīt Kalifornijas Universitātes San Diego teorētiskais fiziķis Kens Intriligators, piebilstot, ka, lai arī matemātiķi pieprasa, lai pierādījumi būtu ūdensnecaurlaidīgi, fiziķus mēdz apmierināt pierādījumi, kas lielākoties šķiet pareizi, un kurus intriģē iespējas, kuras jāveic vairāk dziļums. Rakstot savā emuārā 9. novembrī, Metjū Strasslers, Rutgers universitātes teorētiskais fiziķis Ņūbransvikā, Ņūdžersijā, pierādījumu raksturoja kā “pārsteidzošu”, jo viss arguments izriet no brīža, kad ir izveidota viena eleganta tehniska ideja.
Ja Kārija teorija tiek rūpīgāk pārbaudīta, pastāv varbūtība, ka tā tiks universālāk piemērota kvantu lauka teoriju jomās. Tas var vienot fiziku, ieskaitot supersimetrijas jomu, un palīdzēt atradumiem ar LHC. A-teorēma “būs vadošais līdzeklis teorētiķiem, kuri mēģina izprast fiziku”, prognozē Mērs.
Varbūt Kardija darbs pat izvērsīsies kondensēto fizikā - telpā, kur kvantu lauka teorijas tiek izmantotas, lai noskaidrotu jaunus materiālu stāvokļus. Vienīgā problēma ir tā, ka teorēmai ir bijuši pierādījumi tikai divās un četrās dimensijās - dažās kondensētās vielas fizikas daļās ir slāņi, kas satur tikai trīs dimensijas - divas telpā un viena laikā. Tomēr Myers paziņo, ka viņi turpinās strādāt pie teorijas versijas nepāra skaita dimensijās. "Es tikai ceru, ka nepaies vēl kādi 20 gadi," viņš saka.
Oriģināls stāsta avots: Dabas ziņu izlaidums. Turpmākam lasījumam: Par grupas atjaunošanu četrās dimensijās.
