Физика

Физики выигрывают 3 миллиона долларов через 43 года после открытия супергравитации

Три физика получили широкое признание спустя более 4 десятилетий после того, как они разработали современную теорию поля - супергравитацию.

Даниэль Фридман, Серхио Феррара и Питер ван Нойвенхейзен выиграли специальный приз «Фундаментальная физика» в размере 3 млн. Долларов за разработку супергравитации в 1976 году. Представители премии «Прорыв» объявили об этом 6 августа 2019 года.

Формулировка супергравитации была началом включения квантовых переменных в описание динамики пространства-времени. - Эдвард Виттен, председатель приемной комиссии.

Трио официально получит награду 3 ноября на церемонии вручения премии «Прорыв 2020». Это будет пятая церемония, проходящая в исследовательском центре Эймса в Калифорнии.

Предыдущие победители включают Джоселин Белл Бернелл за открытие Пульсаров в 1967 году; Стивен Хокинг; и 7 ученых ЦЕРНа за открытие бозона Хиггса.

Что такое супергравитация и как они ее обнаружили?

За всем, что происходит вокруг нас, стоят четыре фундаментальные силы. Это гравитационные, электромагнитные, слабые и сильные силы.

В 1960-х и 1970-х годах ученые создали Стандартную модель физики элементарных частиц. Он способен описать 3 из 4 известных в природе сил - слабые и сильные ядерные силы и электромагнетизм.

Модель была чрезвычайно успешной на протяжении десятилетий. Например, это помогло ученым предсказать существование бозона Хиггса в 2012 году.

Однако модель далека от завершения. Он не учитывает гравитацию, фундаментальную силу, описанную общей теорией относительности Эйнштейна. Согласно этой модели, массы нескольких частиц намного выше, чем их фактические массы.

Чтобы улучшить эту модель, ученые придумали новую концепцию, называемую суперсимметрия. Предполагается, что каждая известная частица имеет неоткрытого партнера. Другими словами, существует связь между двумя типами элементарных частиц - бозонами (которые имеют целочисленный спин) и фермионами (имеют полуцелый спин).

И стандартная модель, и суперсимметрия изначально не учитывали гравитационную силу.

В 1975 году Фридман, Феррара и Ньювенхейзен начали работать над новой идеей: супергравитацией. Их целью было построить теорию, которая может объяснить все четыре силы природы - теорию, которая применима везде.

Вместе они разработали современную теорию поля, которая сочетает в себе принципы общей теории относительности и суперсимметрии. Поскольку было очень трудно выполнить вычисления вручную, они написали компьютерную программу для выполнения сложных вычислений, которая включала приблизительно 2000 терминов.

итер ван Ньювенхейзен, Серхио Феррара и Даниэль Фридман (слева направо) | Предоставлено: ЦЕРН

Чтобы их новая теория сохранялась, все эти термины должны были в итоге оказаться равными нулю. К счастью, все работало так, как они ожидали: компьютер выдавал термины группами по 100 или 200. Нули продолжали приходить и приходить, и через несколько часов они обнаружили, что окончательное значение всех терминов равно нулю.

Хотя супергравитация не предназначена для замены теории общей теории относительности, она сильно повлияла на физиков-теоретиков за последние 4 десятилетия.

В 1981 году, например, Эдвард Виттен включил супергравитацию в свою теорему о положительной энергии, за которую он получил премию поля Филдса 1990 года. Теперь супергравитация стала неотъемлемой частью одной из самых обсуждаемых теоретических основ - теории струн.

Back to top button