John Cardy je leta 1988 vprašal, ali obstaja c-teorem v štirih dimenzijah. Zdaj - četrt stoletja pozneje - se zdi, da je imel prav.
„Pokazano je, da za d enakomerno funkcijo sledi tenzorja napetosti na krogli Sd, ko je ustrezno regulirano, definira c-funkcijo, ki se vsaj v enem zaporedju zanke zmanjšuje vzdolž RG proge in je nepremičen na fiksnih točkah RG, kjer je sorazmeren običajni konformni anomaliji. " je rekla Cardy. "Pokazano je, da je obstoj take c-funkcije, če te lastnosti ustreza vsem ukazom, skladen s pričakovanim vedenjem QCD v štirih dimenzijah."
Njeno ugibanje je a-teorem ... množica avenij, v katerih se lahko kvantna polja energijsko vzbudijo (a) je pri večjih energijah vedno večja kot pri nizki. Če je ta teorija pravilna, bo verjetno razlagala fizika zunaj trenutnega modela in osvetlila morebitne neznane delce, ki jih bo razkril Veliki hadronski trkalnik (LHC) v CERN-u, evropskem laboratoriju za fiziko delcev v bližini Ženeve v Švici.
"Vesel sem, če se izkaže, da je dokaz pravilen," pravi Cardy, teoretični fizik z univerze v Oxfordu v Veliki Britaniji. "Presenečena sem nad domnevo, ki sem jo naredila leta 1988."
Po trditvah teoretikov Zoharja Komargodskega in Adama Schwimmerja iz Weizmannovega znanstvenega inštituta v Rehovotu v Izraelu je dokaz o Cardyjevih teorijah predstavljen julija 2011 in počasi pridobiva na znanosti med znanstveno skupnostjo, saj se drugi teoretični fiziki seznanjajo z njegovim delom.
"Mislim, da je zelo verjetno," pravi Nathan Seiberg, teoretični fizik na Inštitutu za napredne študije v Princetonu v New Jerseyju.
Polje kvantne teorije vedno stoji na trhlih tleh ... zdi se, da nihče ne more biti 100% natančen v svojih ugibanjih, kako naj se delci obnašajo. Po navedbah Narava objava novic, en primer je kvantna kromodinamika - teorija močne jedrske sile, ki opisuje interakcije med kvarki in gluoni. Zaradi tega pomanjkanja se fiziki trudijo, da bi fiziko na visokoenergijski, kratkoročni lestvici kvarkov povezali s fiziko na daljše, nižje energijske lestvice, kot je protoni in nevtroni.
"Čeprav se je veliko ukvarjalo s povezovanjem lestvic na kratkih in dolgih razdaljah za določene teorije kvantnih polj, je za vse teorije, ki lahko obstajajo, relativno malo splošnih načel," pravi Robert Myers, teoretični fizik na Inštitutu Perimeter v Waterlooju v Kanadi.
Vendar pa je Cardyjev teorem morda odgovor - v štirih dimenzijah - na tri dimenzije prostora in dimenzijo časa. Vendar sta leta 2008 dva fizika našla nasproten primer teorije kvantnega polja, ki ni spoštovala tega pravila. Toda ne ustavite se tam. Dve leti pozneje sta Seiberg s sodelavci ponovno ocenila nasprotni primer in odkrila napake. Te ugotovitve so privedle do več raziskav o delovanju Cardyja in Schwimmerju in Komargodskemu omogočile, da izrazijo svojo domnevo. Ponovno ni popolno in nekatera področja potrebujejo nadaljnja pojasnila. Toda Myers meni, da je dokaz pravilen. "Če je to popoln dokaz, potem to postane zelo močan princip," pravi. "Če ni, je to še vedno splošna ideja, ki drži večino časa."
Po navedbah Narava, Ken Intriligator, teoretični fizik na kalifornijski univerzi v San Diegu, se strinja in dodaja, da čeprav matematiki zahtevajo, da so dokazi neprepustni, fiziki so ponavadi zadovoljni z dokazi, ki se zdijo v glavnem pravilni, in jih zanimajo kakršni koli načini, ki jih je treba zasledovati v več globina. Na svojem blogu 9. novembra je Matt Strassler, teoretični fizik z univerze Rutgers v New Brunswicku v New Jerseyju, dokazil kot "osupljiv", ker celoten argument sledi enkrat, ko je vzpostavljena ena elegantna tehnična ideja.
Ker je Cardyjeva teorija bolj temeljito preizkušena, obstaja velika verjetnost, da jo bodo uporabili bolj univerzalno na področjih kvantnih teorij polja. To lahko poenoti fiziko, vključno s področjem super-simetrije in pomaga pri ugotovitvah z LHC. A-izrek "bo vodilno orodje za teoretike, ki poskušajo razumeti fiziko", napoveduje Myers.
Delo podjetja Pehaps Cardy se bo celo razširilo na fiziko zgoščenih snovi, to je področje, kjer se kvantne teorije polja uporabljajo za razjasnitev novih stanj materialov. Edini problem je, da ima a-teorem dokaz le v dveh in štirih dimenzijah - kjer nekaj področij fizike kondenziranih snovi obsega plasti, ki vsebujejo samo tri dimenzije - dve v vesolju in eno v času. Vendar pa Myers trdi, da bodo še naprej delali na različici izrekanja z neparnimi števili dimenzij. "Samo upam, da ne bo minilo še 20 let," pravi.
Izvorni vir zgodbe: Nature News Release. Za nadaljnje branje: O skupini Renormalizacija teče v štirih dimenzijah.
