În 1988, John Cardy a întrebat dacă există o teoremă c în patru dimensiuni. Acum - un sfert de secol mai târziu - se pare că avea dreptate.
„S-a arătat că, pentru o durată, funcția cu un punct a urmelor tensiunii tensiunii de pe sferă, Sd, atunci când este regularizată corespunzător, definește o funcție c, care, cel puțin la un ordin de buclă, scade de-a lungul RG traiectorii și este staționat în punctele fixe RG, unde este proporțional cu anomalia conformală obișnuită. " spuse Cardy. „S-a arătat că existența unei astfel de funcții c, dacă satisface aceste proprietăți la toate ordinele, este în concordanță cu comportamentul preconizat al QCD în patru dimensiuni.”
Speculația lui este teorema ... o multitudine de căi în care câmpurile cuantice pot fi excitate energetic (a) este întotdeauna mai mare la energii mari decât la energii scăzute. Dacă această teorie este corectă, atunci probabil că va explica fizica dincolo de modelul actual și va arunca lumină asupra eventualelor particule necunoscute, care încă vor fi dezvăluite de Marele Colizor de Hadron (LHC) de la CERN, laboratorul de fizică a particulelor din Europa, lângă Geneva, Elveția.
„Sunt mulțumit dacă dovada este corectă”, spune Cardy, fizician teoretic la Universitatea din Oxford, Marea Britanie. "Sunt destul de uimit de conjectura pe care am făcut-o în 1988."
Potrivit teoreticienilor Zohar Komargodski și Adam Schwimmer de la Institutul de Știință Weizmann din Rehovot, Israel, dovada teoriilor lui Cardy a fost prezentată în iulie 2011 și câștigă încet notorietate în rândul comunității științifice, în timp ce alți fizicieni teoretici iau notă de lucrările sale.
„Cred că este foarte probabil să fie corect”, spune Nathan Seiberg, fizician teoretic la Institutul de Studii Avansate din Princeton, New Jersey.
Câmpul teoriei cuantice stă întotdeauna pe un teren cutremurător ... se pare că nimeni nu poate fi 100% precis pe ideea lor despre cum trebuie să se comporte particulele. In conformitate cu Natură comunicat de presă, un exemplu este cromodinamica cuantică - teoria forței nucleare puternice care descrie interacțiunile dintre quark și gluoni. Această lipsă îi lasă pe fizicienii care se luptă să relaționeze fizica la scala ridicată a energiei, pe distanțe scurte de quark, cu fizica la distanțe mai lungi, cu scări de energie mai mică, precum cea a protonilor și neutronilor.
„Deși multe lucrări s-au referit la scări pe distanțe scurte și lungi pentru anumite teorii cu câmpuri cuantice, există relativ puține principii generale care fac acest lucru pentru toate teoriile care pot exista”, spune Robert Myers, fizician teoretic la Institutul Perimetrului. în Waterloo, Canada.
Cu toate acestea, teorema lui Cardy ar putea fi doar răspunsul - în patru dimensiuni - cele trei dimensiuni ale spațiului și dimensiunea timpului. Cu toate acestea, în 2008, doi fizicieni au găsit un contra-exemplu al unei teorii cu câmpuri cuantice care nu respecta regula. Dar nu te opri acolo. Doi ani mai târziu, Seiberg și colegii săi au reevaluat contraexemplul și au descoperit erori. Aceste descoperiri au condus la mai multe studii asupra lucrărilor lui Cardy și au permis lui Schwimmer și Komargodski să-și spună conjectura. Din nou, nu este perfectă și unele zone au nevoie de clarificări suplimentare. Dar Myers crede că dovada este corectă. „Dacă aceasta este o dovadă completă, atunci acesta devine un principiu foarte puternic”, spune el. „Dacă nu este, este încă o idee generală care ține de cele mai multe ori.”
Conform Natură, Ken Intriligator, un fizician teoretic la Universitatea din California, San Diego, este de acord, adăugând că, deși matematicienii necesită dovezi etanșe, fizicienii tind să fie satisfăcuți de dovezi care par majoritatea corecte și intrigate de orice cale pentru a fi urmărite în mai multe adâncime. Scriind pe blogul său pe 9 noiembrie, Matt Strassler, fizician teoretic la Rutgers University din New Brunswick, New Jersey, a descris dovada ca fiind „izbitoare”, deoarece întregul argument urmează odată ce a fost stabilită o idee tehnică elegantă.
Având în vedere că teoria lui Cardy a fost testată mai amănunțit, este posibil să fie aplicată mai universal în domeniile teoriilor câmpului cuantic. Aceasta poate unifica fizica, inclusiv zona suprasimetriei și poate ajuta descoperirile cu LHC. Teorema „va fi un instrument de ghidare pentru teoreticienii care încearcă să înțeleagă fizica”, prezice Myers.
Opera lui Cardy chiar se va extinde în fizica materiei condensate, o zonă în care teoriile de câmpuri cuantice sunt folosite pentru a elucida noi stări de materiale. Singura problemă este a-teorema a avut dovada doar în două și patru dimensiuni - unde câteva zone de fizică a materiei condensate îmbrățișează straturi care conțin doar trei dimensiuni - două în spațiu și una în timp. Cu toate acestea, Myers afirmă că vor continua să lucreze la o versiune a teoremei cu un număr ciudat de dimensiuni. „Sper doar că nu va mai dura încă 20 de ani”, spune el.
Sursa povești originale: Comunicat de știri pentru natură. Pentru mai multe lecturi: pe grupa de renormalizare fluxurile în patru dimensiuni.
