"Теория проигрывает эксперименту": новый кризис в физике высоких энергий? - Новости, 21.10.2018

Подпишись на каждодневную рассылку  Наука Благодарствую за подпискуИзволь, проверьте собственный e-mail для подтверждения подписки МОСКВА, 21 окт – Новости. Ныне теоретическая физика не в состоянии сформулировать ясную картину того, что происходит в натуре за пределами настолько величаемой Стандартной модели физики капелек, неоднократно подтвержденной экспериментами на БАКе и иных установках. Зачем это будит беспокойство и коротки ли мы к "новой физике", повествует Андрей Старинец, знаменитый физик-теоретик, научный сотрудник Фокуса теоретической физики Оксфордского университета. В минувшие выходные он выступил с лекцией в рамках московского фестиваля "Наука 0+", пролегавшем в стенах МГУ. Теоретик рассказал о том, будто связаны между собой черные прорехи и кварк-глюонная плазма – фаза первичной материи Вселенной, какую ныне ученые воссоздают, спихивая бедственные ионы на мощнейших ускорителях капелек. — В заключительные годы заострились диспуты вкруг "примирения" квантовой физики и всеобщей теории относительности, частично связанные с отсутствием экспериментального подтверждения теории струн. Можно ли болтать, что нам придется создать "новую физику", какая заменила бы и то, и иное, или же доколе об этом безвременно рассуждать? — Безусловно, соблазн подобный жрать, он больно большенный. Прежде чем болтать о "примирении" квантовой механики и всеобщей теории относительности, то жрать о формулировке квантовой гравитации, вручайте затронем проблема о суперсимметрии. У физиков были капитальные надежды на то, что Большенный адронный коллайдер вскроет частицы-суперпартнеры при тех энергиях, на какие он был изначально рассчитан, 7-13 ТэВ. Этого не приключилось. Безусловно, когда мы наберем вяще статистики и настоящих, может очутиться, что суперсимметрия там где-то запрятывается. Коллайдер почитай затворил "новую физику" Однако с всяким сезоном работы БАК надежды на это становится все крохотнее и крохотнее. С одной сторонки, с точки зрения теории, ничего адского не происходит, настолько будто никто не вещал, что суперсимметрия должна бытовать собственно на этих энергиях. Вполне вероятно, что она проявляется, выговорим, при 20 или при 50 ТэВ. С иной сторонки, это болтает об найденной астении нынешних теоретических зрелищ. На прошлых этапах, примерно, при создании квантовой хромодинамики и теории электрослабого взаимодействия в 1960-70-е годы, теория будет внятно вещала, будто, где и что вытекает разыскивать — к образцу, W или Z-бозоны или бедственные кварки, или тот же бозон Хиггса, алкая масса заключительного теоретически варьировалась в будет машистом интервале. Андрей Старинец, физик-теоретик из Оксфордского университета Отсутствие подобной ясности в спросе суперсимметрии, на мой взор, больно ярко характеризует ситуацию в современной теоретической физике возвышенных энергий. Тот факт, что мы не можем предсказать подобные вещи, болтает о астении всеобщей теории, о аховом понимании физики за пределами Стандартной модели. В рамках энергий, описываемых Стандартной моделью, все важнецки, однако и тут больно бессчетно работы: надобно беспрерывно повышать точность экспериментов и точность расчетов, сравнивать одно с иным, разыскивать вероятные отклонения от пророчеств. Однако в круглом доколе все измерения сходятся с теоретическими выкладками. Уникальнейшие распады капелек на БАК подтвердили типовую модель физики О судьбине суперсимметрии нелегко сейчас взговорить что-то найденное. Может быть, ее вообще дудки в натуре. Может быть, она будет разинута на новоиспеченном суперколлайдере, какой, вероятно, возвестят в Китае. Суперсимметрия величава для теории струн, однако наличность суперсимметрии в натуре само по себе не означает, что заключительная — верная плотская теория. У теоретиков жрать еще безукоризненно психологические моменты. Люд, какие ввек не исследовали суперсимметрию, могут глядит к ней скептически, однако они же, изучив дисциплина, с трудом готовы поверить, что естество обходится без подобный красы. Безусловно, на суперсимметрии или на теории струн свет клином не поладил — ученые разрабатывают и другие подходы к физике за пределами Стандартной модели. Однако мне будто, что в круглом состояние ветви, если владеть в виду теорию, будет плачевное. — В чем это проявляется? — С одной сторонки, можно взговорить, что в теоретической физике, будто и сто лет назад, корпит немало уникально талантливых людей. С иной сторонки, несмотря на все усилия, понимания того, будто обделан мир на энергиях, превышающих типические значения для Стандартной модели, у нас по-прежнему дудки. Можно соотнести эту ситуацию с тем, будто развивалась фундаментальная физика в 1950-е — 70-е годы: вначале вел эксперимент, все более мощные ускорители беспрерывно выказывали великое число новоиспеченных капелек, и абсолютно маловразумительно было, будто все это описывать и группировать. Ветхие подходы не вкалывали. Физик: БАК подтвердил существование "частицы бога" на 13 ТэВ В 1959 году, выступая на конференции по физике возвышенных энергий в Киеве, Изнаночен Ландау обнародовал, что старый, гамильтонов, подход к теории поля загнулся, и остается лишь организовать ему достойные похороны. Возникли новоиспеченные методы, в каких было больно бессчетно прекрасной математики, однако не настолько уж бессчетно плотского содержания. Однако уже сквозь десять лет в рамках ветхого, уже, виделось бы, похороненного подхода, взялась теория больших взаимодействий, квантовая хромодинамика, и Типовая модель, взялись отвечающие пророчества, какие затем были глянцевито подтверждены в новоиспеченных экспериментах. Остатнее из этих подтверждений – обнаружение хиггсовского бозона, это, настолько взговорить, теоретический привет из шестидесятых. Детектор PHENIX коллайдера бедственных ионов RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории(США) Сейчас мы опять в теоретическом тупике, оттого, верно, неудивительно, что вновь процветает жонглирование восхитительными математическими конструкциями. Само по себе это нормально, однако проблема о том, сменится ли эта фаза реальным прогрессом в понимании природы, остается, на мой взор, разинутым. Былые успехи не гарантируют успеха в предбудущем. Кроме того, сейчас водится капитальная объективная трудность: в отличие от 1950-х годов, у нас сейчас не настолько бессчетно экспериментальных настоящих. Вот если бы БАК или иной ускоритель нашли бы "новую физику", тогда девало бы пошло веселей. Случай или сверхъестественные силы?Кто создал Вселенную А настолько, в основном, мы владеем всего косвенные подтверждения, что новоиспеченная физика жрать. По сути, мы сейчас идем за экспериментами – мы строим коллайдер, он, к счастью, находит бозон Хиггса, однако не выказывает микро-черные прорехи или какие-то другие новоиспеченные и занимательные объекты, вроде суперпартнеров. Теоретики задыхаются от дефекта новоиспеченных настоящих и у них, образно болтая, начинаются всевозможные сугубо математические галлюцинации… И это все при том, что изощренные нерешенные спросы еще у нас жрать. Мне, теоретику, ситуация, в коей теория становится ведомой, абсолютно не по душе. — Сможет ли человечество когда-либо выйти на степень энергий, отвечающих теории великого общества, и стоит ли это ладить, учитывая кризис в теории и их вероятную стоимость? — В настоящем случае я держусь жизнелюбивых позиций. Мне будто, что проблема "нужно ли выступать отдаленнее?" будет всерьез рассматриваться век, вне подвластности от состояния экономики и политики. Я верую в то, что тяга к фундаментальному познанию будет бытовать до тех пор, доколе бытует человечество. Не кумекаю, что апокалиптическая полотно "общества всеобщего потребления", какую нам дробно мажут футуристы, будет воплощена в бытие до подобный степени, что фундаментальная наука станет никому не надобна и ее всецело бросят финансировать. Пять самых громогласных научных прогнозов Стивена Хокинга С иной сторонки, жрать немало образцов саморазрушительной динамики на уровне индивидуумов и сообществ, оттого гарантий тут дудки. Что дотрагивается безукоризненно технической сторонки, то в остатнее времена великое внимание уделяется разработке новоиспеченных принципов ускорения капелек. Если прогресс в этом течении будет достигнут, вовсе необязательно строить ускоритель размером с половину континента. В любом случае, доколе экспериментаторы ведут в изучении физики капелек, мы будем передвигаться в этом течении. Бозон Хиггса - недостающее звено Стандартной модели За пределами Стандартной модели сейчас будет оригинальная "полоса незнания", побуждающая экспериментаторов строить новоиспеченные машины и валандаться в ней. Это копание проявляется в двух штуках – мы спихиваем капельки на все более возвышенных энергиях, гадая найти что-то новоиспеченное, и более аккуратно промеряем параметры их взаимодействий. Это тоже больно большущая труд, какая, может быть, не принесет каких-то громогласных фундаментальных открытий, однако крайне величава для понимания всеобщей картины устройства мироздания. Другими словами, я доколе не готов бесповоротно погребать ни экспериментальную, ни теоретическую физику возвышенных энергий. При этом меня больно нервирует то, что мы уже несколько десятилетий топчемся на одном месте и настолько и не можем сформулировать веского обобщения итого, что было разинуто за заключительные годы и того, что валяется за пределами Стандартной модели. Я бы взговорил, что теоретическая физика возвышенных энергий будет в кризисе, причем довольно капитальном. — В заключительные годы участились атаки на теорию струн со сторонки "скептиков". С чем они связаны? — Кое-какое давление на сообщество струнных теоретиков жрать, однако тут, скорее, выступают роль найденные социологические эффекты. Когда развитие замедляется, то, будто правило, начинаются розыски "злодеев", какие довели нас "до подобный жизни". Симметрия, лунатики, монстры: будто строят теорию квантового мира Надобно разделять теорию — феноменологию капелек и теорию струн, чье касательство к "реальной физике" доколе не до гроба найдено. Жрать огромное число моделей, какие никак с ней не связаны, и многие утилитарные спросы тоже ее не затрагивают и не зависят от нее. — Схожая кризисная ситуация выработалась в гробе 19 века, когда педагог Макса Планка посоветовал ему не заниматься физикой, настолько будто "все уже почитай открыто". Ожидает ли нас таковая же революция, сопоставимая по масштабам с созданием квантовой физики? — Многие гадают на то, что нечто подобное приключится. В каком-то резоне нынешняя ситуация и то, что выходило в гробе 19 века, больно похожи дружок на дружка. В то времена мы добились пределов классической физики, однако еще не взялись замечать квантовых эффектов. Всем виделось, что фундаментальная наука закончилась, и что остались лишь неодинаковые мелочи и прикладная физика. Однако впоследствии взялся Планк и его открытия, и ситуация визгливо изменилась. Можно ли ожидать какого-то эпохального открытия в экспериментальной физике или, что не менее величаво и вероятно, в космологии?Не стоит забывать, что космос – это гигантская лаборатория по изучению физики капелек на самых возвышенных энергиях. Вполне вероятно, что гравитационные волны поддержат нам заглянуть в самые ранние эпохи жизни Вселенной, когда она еще не была сквозистой для света. Может быть, наши коллеги найдут там что-то, что переворотит не всего космологию, однако и выведет физику капелек на новейший степень. Будто демонстрируют образцы беспроглядной материи и беспроглядной энергии, проблемы макро- и микромира неразрывно связаны между собой. Физики впервинку измерили могуществу взаимодействия капелек антиматерии Жрать, безусловно, и более безнадежный сценарий – не выведено и то, что мы попросту добились пределов человечьего познания и способности познавать мир. Некто из великих физиков, будто, Леонард Сасскинд, боготворит болтать, что коту можно объяснять квантовую механику до посинения, однако он ввек не осмыслит, будто решать уравнение Шредингера. Мне вот будто, что котик попросту пятерка разумеет, что его покормят колбаской и без всякого уравнения Шредингера. Индивидуально я, будто безыскусный советский человек, усердно конспектировавший "Материализм и эмпириокритицизм", верую в бесконечность познания и неисчерпаемость наших возможностей расширять пределы науки. — Могут ли эксперименты на коллайдерах поддержать нам вбить натуру черных прорех, и навыворот – позволят ли наблюдения за черными прорехами открыть затаенны микромира? — Если бы БАК вскрыл микроскопические черные прорехи, то это велико поддержало бы в изучении природы гравитации, в том числе и на квантовом уровне. К сожалению, этого не приключилось и не удобопонятно, приключится ли в предбудущем. Вероятность этого, на мой взор, крайне крохотна, однако экспериментаторы скрипят зубами, однако продолжают эти розыски. Что дотрагивается гравитационных волн от астрофизических черных прорех, ситуация тут сложнее, настолько будто эти волны вяще дотрагиваются классической физики, нежели квантовой гравитации. Могут ли они дать нам что-то принципиально новоиспеченное в резоне обобщений теории гравитации, я не знаю. Их изучение было бы занимательным, однако тут мы столкнемся с теми же ограничениями и проблемами, какие накладываются теорией струн и отсутствием верных пророчеств. Схема ускорительного комплекса проекта NICA К образцу, если попытаться оценить космологическую беспрерывную Эйнштейна из соображений размерности — она возвратно соразмерна квадрату планковской длины, то у нас выйдет смысл, на 120 распорядков превышающее то, что мы созерцаем в реальности. Это, будто дробно болтают, поганейшее прогноз теоретической физики за всю ее историю. Зачем это настолько, и зачем космологическая беспрерывная настолько крохотна, однако не равновелика нулю, мы не знаем, и это еще одна из демонстраций того, что теоретическая физика возвышенных энергий будет в кризисе. Впопад, в этом году Кумрун Вафа, знаменитый физик-теоретик из Гарвардского университета, и его коллеги опубликовали работу, из коей вроде бы вытекает, что теория струн не совместима с существованием космологической модели с позитивной космологической беспрерывной. К их числу глядит и наша Вселенная. Истина, там жрать неодинаковые допущения. Горячие диспуты по этому предлогу сейчас сотрясают научное сообщество. — Десять лет назад вы обращались с предложением возвести коллайдер ILC в России. Этого не приключилось, и сама рок коллайдера сейчас стала будет мглистой. С иной сторонки, сейчас в Дубне строится установка NICA. Зачем ILC? — Наш главнейший мотив в 2008 году заключался не собственно в идее постройки какой-то конкретной установки, будь то ILC или NICA, а в том, дабы алкая бы одна из знаковых и надобных вселенский науке установок взялась в России. Другими словами, нам хотелось передвинуть алкая бы доля переднего края науки на территорию нашей стороны. Сам факт существования подобной установки больно велико стимулирует развитие науки и новоиспеченных технологий. В заключительные 30 лет выработалась ситуация, при коей во многих отраслях научного познания реальные открытия и их обсуждение происходит где-то "там", а не тут, в России. Это демотивирует всех и прежде итого молодых ученых. Наши молодые специалисты, получив великолепное базовое образование, поступают в аспирантуру и выказывают, что реальная научная труд на "переднем крае" происходит не в их институте, а где-то в Калифорнии. Натурально, что они уезжают – не потому, что они Отчизну не боготворят, а ради работы на этом самом переднем конце научных розысков. Физик: "новая физика" не помешает работе новоиспеченного российского коллайдера Оттого крайне величаво, дабы алкая бы в кое-каких отраслях этот "передний край" был тут. Постройка коллайдера представлялась нам одним из самых покойных и верных способов заполучить подобное лидерство. Если болтать о научной палестине спроса, я кумекаю, что ILC безвременно или поздно возвестят, настолько будто таковая машина позволяет больно безукоризненно, важнее, чем на БАКе, промерить параметры взаимодействий капелек, о каких я болтал возвышеннее. Даже если его не возвестят в Японии, вполне вероятно, что он возникнет в США, в ЦЕРНе или Китае. Безусловно, его можно было бы возвести и в Дубне за эти десять лет, однако и NICA, несмотря на ее более скромные масштабы и несколько другие задачи, пользительна и критически величава для выживания и развития российской науки.