Сказки Мудрецов


  Главная > Великий посвященный Пифагор > Сказка, ставшая Былью > Сказочные Новости >  


Карта сайта

Поиск


Оставьте это поле пустым:
расширенный поиск





Феано

Галактический Ковчег

РумимуР

Рифмы Феано

Сказки суфиев

Волшебный Остров Эхо

Эзоп



НОВОСТИ   СМИ  и  КОСМОСА
 
Текущие новости  здесь - форум проекта  Галактический Ковчег
 
Струнный концерт для Вселенной

В ближайшем будущем физика может вернуться к пифагорейской идее мировых гармоний. Но, разумеется, на новом уровне.

В 1968 году два молодых теоретика из ЦЕРНа, Габриэле Венециано и Махико Сузуки, занимались математическим анализом столкновений пионов (в устаревшей номенклатуре - пи-мезонов). Подобные квантовые коллизии описывают с помощью матрицы рассеяния, которая позволяет найти вероятности переходов сталкивающихся частиц из начальных состояний в конечные.

В каждом случае ее обычно вычисляют лишь приближенно. Венециано и Сузуки независимо друг от друга заметили, что амплитуду парного рассеяния высокоэнергетичных пионов можно очень точно выразить с помощью малоизвестной бета-функции, которую в 1730 году придумал Леонард Эйлер. В чистом виде ее используют редко, и говорят, что церновские физики наткнулись на бета-функцию случайно, просматривая математические справочники. Это событие вызвало в физике элементарных частиц немалую сенсацию. Вскоре другие теоретики установили, что амплитуда пион-пионного рассеяния на самом деле задается разложением в бесконечный ряд, первый и основной член которого как раз и совпадает с формулой Венециано-Сузуки.

А в 1970 году ¬чиро Намбу, Тецуо Гото, Леонард Сасскинд и Хольгер Нильсен обнаружили поистине удивительную вещь. Они вывели эту же формулу, предположив, что взаимодействие между сталкивающимися пионами возникает из-за того, что их соединяет бесконечно тонкая колеблющаяся нить, подчиняющаяся законам квантовой механики. Этот неожиданный результат дал толчок изобретению моделей, представляющих элементарные частицы в виде сверхмикроскопических одномерных камертонов, вибрирующих на определенных нотах. Их-то и стали называть струнами.

Лишние шесть измерений

Первая версия теории струн получила название бозонной, так как имела дело только с целочисленными спинами. Однако в 1971 году Джон Шварц, Андре Невё и Пьер Рамон нашли обобщение струнной концепции, которая описывала как бозоны, так и фермионы, частицы с полуцелым спином. В этой модели с каждой бозонной струнной вибрацией сочетается парная ей фермионная. В квантовой теории поля такое соответствие между бозонами и фермионами именуют суперсимметрией. Поэтому новую версию стали называть суперсимметричной теорией струн или, короче, теорией суперструн.

Изначально в ней видели кандидата на общую теорию сильного взаимодействия между элементарными частицами. Но как раз в начале 1970-х появилась квантовая хромодинамика, чрезвычайно эффективный способ описания сильных взаимодействий, основанный на кварковой модели. Она прекрасно согласовывалась с экспериментами и к тому же не выходила за рамки квантовой теории поля, которые считались универсальной основой фундаментальных объяснений микромира. Теория струн на этом фоне выглядела чистой экзотикой, которая к тому же не могла похвастаться ни внутренней стройностью, ни экспериментальными подтверждениями. Поэтому почти все специалисты ее просто проигнорировали.

Юная теория сразу же столкнулась и с трудностями иного рода. В том же 1970 году американец Клод Лавлейс заметил, что модель Венециано математически корректна только в случае, если пространственно-временной континуум является 26-мерным. Это еще можно было пережить, но вскоре Шварц, Невё и Рамон ввели в теорию струн спин и доказали, что в таком виде она может реализоваться только в десятимерном пространстве-времени, вмещающем девять пространственных измерений и одно временное. Это был шок: физикам еще ни разу не приходилось сталкиваться с теорией, которая бы сама выбирала размерность. Уравнения механики Ньютона, максвелловской электромагнитной теории, СТО, ОТО и квантовой электродинамики можно написать для любого числа измерений, и они будут работать. А теория суперструн непременно требовала для себя пространства-времени одной определенной размерности и ни на какое иное напрочь не соглашалась (причем требовала не привычное 4-мерное пространство-время). 6 измерений оказались лишними, и над "струнниками" стали посмеиваться. Шварц вспоминал, что Ричард Фейнман как-то ехидно спросил у него: "Ну, Джон, так в каких измерениях вы живете сегодня?" Казалось, что модели суперструн так и суждено остаться чисто интеллектуальным упражнением, что часто бывает в теорфизике.

Спасительная гравитация

Спасение пришло с неожиданной стороны. при решении струнных уравнений появлялись замкнутые кольца, которым соответствовали неизвестные науке безмассовые частицы со спином 2. Все попытки от них избавиться ни к чему не приводили - теория попросту рассыпалась. Эти частицы безуспешно пытались обнаружить в экспериментах на ускорителях. Однако Шварц и его парижский коллега Джоэл Шерк выдвинули смелую гипотезу, которая разрешила это затруднение и представила всю теорию струн в совершенно новом свете.

Теоретики много лет пытались найти квантовую версию общей теории относительности. Эта задача была и остается орешком особой твердости. Уравнения ОТО предсказывают существование гравитационных волн, которые при квантовании превращаются в гравитоны, переносчики силы тяготения. Практически все теоретики были согласны, что гравитонам положено обладать нулевой массой и двойным спином. И вот в 1974 году Шварц с Шерком заявили, что таинственная безмассовая частица струнной модели и есть гравитон! Отсюда следовало, что теория струн - это не метод описания сильных взаимодействий, а математический каркас для конструирования квантовой теории тяготения. Она не конкурент квантовой хромодинамике, ее задача - объединить все фундаментальные взаимодействия и стать Теорией Всего.

Столь неслабую заявку сначала почти никто не поддержал. Высказывалось мнение, что "струнники" потерпели неудачу на сильных взаимодействиях и теперь отчаянно пытаются найти для своей модели новое применение. к тому же Шварц и Шерк пришли к выводу, что длина струны должна составлять 10-33 см. С объектами таких размеров физика никогда не имела дела. Да еще в теории суперструн обнаружились пренеприятные аномалии, например нарушения закона сохранения энергии. И поэтому большинство теоретиков предпочло трудиться над объединением квантовой хромодинамики и теории электрослабых взаимодействий, которое в середине 1970-х привело к появлению успешной Стандартной модели элементарных частиц.

Но горсточка энтузиастов продолжала работать, и в конце концов к ним пришла удача. В 1984 году Джон Шварц и Майкл Грин доказали, что аномалии теории суперструн взаимно аннулируют друг друга. в результате интерес к ней возродился, и к середине 1990-х она уже существовала в пяти различных формулировках. Разнобой продержался недолго: в 1995 году Эдвард Виттен установил, что эти формулировки являются разными воплощениями единой суперструнной модели, которую он окрестил М-теорией (почему - не вполне ясно).

Одиннадцатое измерение

Виттен сделал даже больше. Точные уравнения теории суперструн сложны и плохо поддаются интерпретации, и физики предпочитали их приближенные версии. В некоторых формулировках теории струн появлялись предельные случаи, которые добавляли к ней еще одно пространственное измерение. Виттен показал, что это не случайность: теория суперструн с 10-мерным пространством-временем оказалась лишь аппроксимацией более полной 11-мерной структуры!

Этот результат привел к глубокой перестройке основ теории. Виттен, Пол Таунсенд и еще несколько физиков добавили к одномерным струнам пространственные многообразия с большим числом измерений. Двумерные объекты стали называть мембранами, или 2-бранами, трехмерные - 3-бранами, структуры с размерностью p - p-бранами. Теория струн превратилась в теорию бран произвольной размерности - от 1 до 9. Однако одномерные струны все равно остаются главными: именно их вибрации и проявляют себя в виде элементарных частиц. А вот браны ограничивают свободу струнных движений, причем только струн со свободными концами. Джозеф Полчински доказал, что оба конца таких струн всегда закреплены либо на одной и той же бране, либо на двух бранах, причем не обязательно одинаковой размерности. Замкнутые в кольца струны концов не имеют и могут гулять сами по себе, как кошка у Киплинга.

Узники 3-браны

Это обстоятельство очень важно. Обычно пишут, что мы не ощущаем присутствия шести или семи дополнительных пространственных измерений из-за того, что они свернуты в ультрамикроскопические клубки (компактифицированы), которые все наши измерительные инструменты, от микроскопов до сверхмощных ускорителей, не отличают от геометрических точек. Такая интерпретация стандартна, но не обязательна: электроны, кварки и прочие частицы материи представлены струнами со свободными концами. Это справедливо и в отношении переносчиков электромагнитного взаимодействия (фотонов), сильного (глюонов) и слабого (W- и Z-бозонов). Если пространство нашей Вселенной - это 3-брана (что правдоподобно) и если все "наши" частицы укоренены в ней обоими концами, они не могут ее покинуть и уйти в другие многообразия. Выходит, что мы заперты в своем пространстве не из-за того, что из него некуда выйти, а потому, что оно нас от себя не отпускает. У пленников замка Иф шансов на побег было побольше...

Однако шансы прощупать высшие измерения все же имеются. Гравитоны - это закольцованные струны, и потому бранные границы им не помеха. Они могут покидать нашу 3-брану и уходить в другие измерения. Но если переносчики гравитации способны на это, то сила тяготения должна убывать с увеличением расстояния не по ньютоновскому закону обратных квадратов, а гораздо быстрее! То, что мы этого не замечаем, может свидетельствовать о компактификации дополнительных измерений, что всегда принимала "до-брановская" теория суперструн. В этом случае отклонения от ньютоновской формулы должны проявляться лишь на очень малых дистанциях. Пока что она проверена с точностью до 0,1 мм и аберраций не обнаружено. Так что можно предположить, что масштаб высших измерений значительно меньше. Однако есть и другие интерпретации. Семь лет назад гарвардский теоретик Лиза Рандалл и ее коллега Раман Сандрум пришли к выводу, что наша 3-брана в состоянии удерживать гравитоны своим собственным притяжением. Если это так, то внешние измерения могут быть хоть бесконечно большими, а закон Ньютона все равно будет выполняться на любых дистанциях...

далее - http://www.rambler.ru/db/news/msg.html?mid=7561157&s=12
Источник: "Популярная механника" Алексей ЛЕВИН


  Теории суперструн в этом году исполняется 35 лет...  Говорят - в расцвете лет!  Но так  ли  это?  На самом  деле теория была разработана  Пифагором 2500  лет назад, но, к сожалению,  письменных трудов великого философа-ученого не сохранилось...

 

 

Пояс Койпера скрывает тайну пятого измерения

 

Источник - CNews.ru

Американские ученые разработали математическую модель, которая, как ожидается, позволит астрономам экспериментально подтвердить пятимерную теорию гравитации, бросившую вызов общей теории относительности Эйнштейна.

Проф. Чарльз Китон (Charles R. Keeton) из университета Ратджерса и проф. Арли Петтерс (Arlie O. Petters) из университета Дьюка при создании своей модели использовали недавно разработанную теорию под названием «гравитационная модель мембранной Вселенной Рандалл-Сандрама типа II» (type II Randall-Sundrum braneworld gravity model). В основе теории лежит предположение о том, что видимая Вселенная представляет собой мембрану, расположенную в пределах большей по размерам Вселенной. «Мембранная Вселенная» имеет пять измерений – четыре пространственных и одно временное, в отличие от 4-мерной Вселенной, которую описывает общая теория относительности.

Проф. Китон и Петтерс предсказывают существование некоторых космологических явлений, которые могут подтвердить новую теорию мембранной Вселенной, сообщает ScienceDaily. Экспериментальные наблюдения за этими явлениями, по словам ученых, можно осуществлять при помощи космического зонда, запуск которого запланирован на следующий год.

«Если теория мембранной Вселенной подтвердится, это вызовет революционный переворот во всей современной науке, – комментирует свою работу проф. Петтерс. – Пятимерность Вселенной полностью меняет также и философское понимание мира, в котором мы живем».

Модель мембранной Вселенной, созданная Лайзой Рандалл (Lisa Randall) из Гарвардского университета и Раманом Сандрамом (Raman Sundrum) из университета Джонса Хопкинса содержит математическое описание гравитационного формирования Вселенной, которое существенно отличается от описания, предложенного общей теорией относительности. В основе новой теории лежит предположение, что малые черные дыры, образовавшиеся на ранних стадиях развития Вселенной, сохранились до настоящего времени. Черные дыры с массами, сравнимыми с массами небольших астероидов, вполне могут быть частью «темной материи Вселенной», которую можно обнаружить только по гравитационному полю. Общая теория относительности, с другой стороны, утверждает, что малые черные дыры ранней Вселенной «испарились» и более не существуют.

«Когда мы рассчитали, на каком расстоянии от Земли могут находиться малые черные дыры, оказалось, что самые близкие могут быть в пределах орбиты Плутона», – говорит проф. Китон. «Если предположить, что реликтовые черные дыры составляют хотя бы 1% темной материи в нашей Галактике, в Солнечной системе должно быть несколько тысяч таких черных дыр», – добавляет проф. Петтерс.

Таким образом, для подтверждения теории пятимерной Вселенной необходимо доказать, что микродыры действительно существуют. Ученые пришли к выводу, что обнаружить черные дыры можно по их воздействию на электромагнитное излучение, распространяющееся от других галактик по направлению к Земле. При прохождении излучения вблизи черной дыры возникает эффект, известный под названием «гравитационной фокусировки». Наибольшее влияние гравитационное поле оказывает на гамма-лучи, генерируемые при взрывах звезд. Вычисления ученых показали, что черные дыры будут оказывать на гамма-лучи примерно такое же воздействие, какое выступ скалы оказывает на волны, распространяющиеся по поверхности водоема. За скалой можно наблюдать так называемую интерференционную картину. Аналогичным образом по интерферограмме гамма-излучения вблизи черной дыры можно будет определить характеристики самой дыры и, как следствие, характеристики пространства и времени.

«Мы обнаружили, что признаки существования четвертого пространственного измерения обязательно должны присутствовать в интерференционной картине, – говорит проф. Петтерс. – Именно это дополнительное измерение приводит к тому, что расстояния между интерференционными полосами становятся более узкими по сравнению с результатами, полученными в рамках общей теории относительности». Получить интерферограммы можно будет при помощи космического гамма-телескопа Gamma-ray Large Area Space Telescope. Космический зонд, на котором он будет установлен, планируется запустить в августе 2007 года. В создании телескопа принимают участие NASA, Американское министерство энергетики, а также научные учреждения Франции, Германии, Японии, Италии и Швеции...

далее http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2006/05/29/202449

 

Физики нашли способ сделать любое тело невидимым

 

Стать невидимыми скоро смогут все желающие. Российский ученый Олег Гадомский, профессор кафедры квантовой и оптической электроники Ульяновского государственного университета, по сути, запатентовал идею создания "шапки-невидимки". Правда, сокрытыми от глаз человека пока можно сделать только неподвижные тела. "При движении частота излучений меняется, и сохранить невидимость невозможно. Но в скором времени можно сделать и шапку-невидимку и волшебный плащ Гарри Поттера", - сообщили в пресс- центре Ульяновского государственного университета.

Эффект Гадомского формулируется в патенте как "Способ преобразования оптического излучения". Сам ученый объясняет его суть так: "При создании сверхтонкого слоя из микроскопических коллоидных золотых частиц находящийся за ним предмет становится невидимым. И все из-за того, что эти частицы обладают способностью не отражать свет, а значит, делают вещь, покрытую этим раствором, не воспринимаемой для глаза. Ведь мы воспринимаем все предметы именно через светоотражение".

Открытие Гадомского пока только теоретическое, но доказанное формулами и уравнениями. Преподаватель уверен, что элементы "шапки-невидимки" могут быть полезны не только для того, чтобы скрыть какой-то предмет: частицы коллоидного золота могут быть использованы и в медицине.

До сих пор "шапку-невидимку"  в отличие от "невидимого плаща" на практике никто не применял. Попытки создать "чудо-покрывало" предпринимались неоднократно и даже попеременно увенчивались  успехом. В 2002 году изобретатель Рэй Алден разработал способ "трехмерной маскировки" различных объектов. Его изобретение было похоже на покрывало-невидимку. Принцип действия устройства аналогичен принципам маскировки хамелеона - оно пытается подстроиться под цвет окружающих объектов.

При этом половина покрывала-невидимки, закрывающая заднюю часть объекта, состоит из множества датчиков освещенности. Они измеряют длину волны, интенсивность и направление падающих на скрываемый объект световых лучей. На передней части покрывала располагается множество светоизлучающих устройств, которые испускают точно такие же лучи, какие падают на объект сзади. Взглянув на замаскированный объект, можно увидеть, что расположено за ним.

Правда, у такой системы маскировки есть существенный недостаток. Если смотреть на замаскированный предмет не строго спереди, а сбоку или сзади, то обнаружить его не составит большого труда, так как расположенные на задней половине маскировочного устройства световые датчики не являются невидимыми.

Невидимыми в ближайшем будущем станут не только люди и одежда, но и самолеты. В Лондоне обнародован факт существования британской программы по созданию самолета-невидимки "стелс". Работы по созданию собственного "стелса" британцы начали еще в 1994 году. Британская программа по созданию невидимого для радаров самолета носит кодовое название Replica. Ее стоимость оценивается в 20 миллионов фунтов стерлингов.

Создатели британского "стелса" раскрыли всего несколько деталей своей работы. В их числе - сведения о "серьезной программе испытаний" с использованием радаров. Результаты испытаний позволят экспертам сделать выводы о "невидимости" своей разработки. Однако информации об использовании в рамках программы Replica специальных систем понижения мощности инфракрасных, акустических и световых сигналов представители BAE Systems не привели.

Участники программы Replica заявили, что никогда не ставили перед собой цель достичь уровня "невидимости", подобного чрезвычайно дорогим американским самолетам F-117 или B-2. Однако свою задачу по достижению оптимального баланса между "невидимостью" самолета и его себестоимостью, британские специалисты считают достигнутой.

Материал подготовлен интернет-редакцией www.rian.ru на основе информации Агентства РИА Новости и других источников



Галактический Ковчег Войди в Нирвану! Рейтинг SunHome.ru

Технология: Optimizer
Хостинг на Parking.ru