Выключна простая тэорыя ўсяго

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Выключна простая тэорыя ўсяго (англ.: An Exceptionally Simple Theory of Everything) - адзіная тэорыя поля, якая аб'ядноўвае ўсе вядомыя фізічныя ўзаемадзеянні, якія існуюць у прыродзе, прапанаваная амерыканскім фізікам Гарэтам Лісі 6 лістапада 2007 г. Тэорыя заснаваная на групе Лі тыпу E8 і цікавая сваёй элегантнасцю, але патрабуе сур'ёзнай дапрацоўкі. Некаторыя вядомыя фізікі ўжо выказаліся ў яе падтрымку, аднак у тэорыі знойдзены шэраг недакладнасцяў і праблем.

Праграму пабудовы Адзінай тэорыі поля выказваў яшчэ Альберт Эйнштэйн, і пасля стварэння агульнай тэорыі адноснасці прысвяціў усю рэшту свайго жыцця спробе пабудаваць такую ​​тэорыю. Многія фізікі гэтак жа беспаспяхова спрабавалі пабудаваць адзіную тэорыю поля. Менавіта таму паведамленне пра публікацыю Лісі выклікала неадназначную рэакцыю.

Палі тэорыі Лісі:

  • Кванты электраслабых палёў і , з якіх па тэорыі Вайнберга - Салама (стандартнай мадэлі) атрымліваюцца прамежкавыя базоны , , і фатон
  • Каляровыя глюёны , якія з'яўляюцца пераносчыкамі моцных узаемадзеянняў
  • Спінавая часціца
  • Часціца , якую Лісі называе фрэймам (часта літарай абазначаюць электрон або зарад электрона, але ў Лісі гэтая літара мае іншае прызначэнне)
  • Набор хігсаўскіх базонаў .

Часціцы і адказваюць за гравітацыйнае ўзаемадзеянне, але не з'яўляюцца самастойнымі палямі (якія ўтвараюць) у алгебры Лісі: яны ўваходзяць у выглядзе камбінацыі .

Арыгінальныя ідэі, на якіх заснавана тэорыя[правіць | правіць зыходнік]

  • Алгебраічны падыход да пабудовы палёў і узаемадзеянняў: квантавыя палі разглядаюцца як такія, якія ўтвараюць алгебры Бярэзіна, у якую ўваходзяць як цотныя (тыя, што камутуюцца), так і няцотныя (грасманавыя, антыкамутуюцца) ўтваральнікі. Прычым кожнае з палёў разглядаецца як раўнапраўны ўтваральнік. Гэта значыць, цотныя ўтвараюць, базоны , , ), і няцотныя, ферміёны (кваркі і лептоны), выступаюць на роўных - хоць, у адрозненне ад суперсіметрычных тэорый, што існавалі да гэтага часу, роўнасці колькасці цотных і няцотных не патрабуецца. Такім чынам, гэта нейкі зусім новы варыянт суперсіметрычнай тэорыі.
  • Геаметрычны падыход: дадзеная алгебра разглядаецца як алгебра Лі на чатырохмернай разнастайнасці. Усе залежнасці палёў ад каардынат разглядаюцца ў рамках тэорыі расслойваных прастор. Дадзеныя пытанні адносяцца да добра развітага напрамку матэматыкі - дыферэнцыяльнай геаметрыі.
  • Падыход тэорыі калібровачных палёў: ўзаемадзеянні палёў разглядаюцца як аўтаматычныя палі з некамутатыўнымі утваральнікамі. Змена поля з каардынатай на разнастайнасці (у фізічнай прасторы), у адпаведнасці з тэорыяй расслаенняў, вызначаецца так званай доўгай вытворнай, у якую ўваходзіць дужка Лі (антыкамутатар). Глабальная сіметрыя першапачатковай алгебры (у арыгінальнай трактоўцы тэорыі калібровачных палёў - лагранжыяна сістэмы) парушаецца дзякуючы механізму спантанага парушэння сіметрыі.
  • Адна з уласцівасцяў выключных груп Лі: у фундаментальным прадстаўленні групы некаторыя дужкі Лі (антыкамутатыры, якія ўтвараюць алгебры) эквівалентныя дзеянні падгрупы на вектар. Выказаўшы здагадку, што для ўсіх часціц стандартнай мадэлі ўсё дужкі Лі даюць такую ​​эквівалентнасць, Лісі атрымаў алгебру (і адпаведную ёй групу) .
  • Група стандартнай тэорыі павінна быць падгрупай атрыманай групы. - Але менавіта гэта ўмова, як было ў далейшым прызнана самім аўтарам, і не выконваецца.

Найбольш цікавыя вынікі тэорыі Лісі[правіць | правіць зыходнік]

  • Лептоны, кваркі, глюёны і кванты электраслабага ўзаемадзеяння без уліку гравітацыйнага ўзаемадзеяння аб'ядноўваюцца ў рамках адзінай сістэмы сіметрыі і узаемадзеянняў. Аўтар сцвярджаў, што яго тэорыя Вялікага аб'яднання адпавядае тэорыі Вялікага аб'яднання Паці — Салама(англ.) бел. (Адной з найбольш папулярных тэорый, у адпаведнасці з якой да гэтага часу спрабавалі пабудаваць тэорыю аб'яднання моцных і электраслабых узаемадзеянняў), але гэта зацвярджэнне аказалася памылковым. Так што тэорыя мае патрэбу ў дапрацоўцы.
  • Ўлік гравітацыі ў грэбаванні квантавымі эфектамі дае набліжэнне, якое адпавядае класічнай фізіцы. І гэтым набліжэннем з'яўляецца агульная тэорыя адноснасці у варыянце Альберта Эйнштэйна, прычым знакаміты касмалагічныя член у дадзеным варыянце АТА аказваецца дадатным і роўным вакуумнаму сярэдняму значэнню хігсаўскага поля.
  • У тэорыі няма свабодных параметраў (акрамя вакуумнага сярэдняга для хігсаўскагА поля). Такім чынам, яе прадказанні нельга падагнаць з дапамогай невядомых параметраў.

Безумоўныя дасягнення тэорыі Лісі[правіць | правіць зыходнік]

  • Распрацаваны новы падыход да пабудовы тэорыі моцных узаемадзеянняў і Вялікага аб'яднання, якое не заснаваны на -падыходзе. У рамках гэтага падыходу ферміёны і лептоны натуральным чынам аб'ядноўваюцца ў адзіную алгебру, прычым іх групоўка ў мультыплеты з'яўляецца другаснай, заснаванай на набліжэнні, а ня асноватворнай, як ва ўсіх тэорыях, што існавалі да гэтага. Але гэта толькі падыход, а не канчатковы вынік, паколькі такое аб'яднанне уступае ў супярэчнасць з квантавымі лікамі часціц.
  • Дадзена тлумачэнне (хай і няпоўнае) ліку і уласцівасцяў вядомых часціц, якія прэтэндуюць на фундаментальнасць.
  • Дадзена прадказанне пра існаванне двух новых, пакуль невядомых, часціц (палёў), і апісаны іх ўласцівасці.
  • Пабудавана пачатак квантавай тэорыі гравітацыі як калібравальнага поля, у значнай ступені ў духу Стандартнай тэорыі. Прычым па схеме, цалкам аналагічнай пабудове варыянту для Вялікага аб'яднання. Рэалізавана ідэя аб тым, што генератары трансляцый і кручэнняў групы Пуанкарэ, звязаныя з матрыцамі Дзірака, з'яўляюцца генератарамі групы квантавай тэорыі гравітацыі. Пры гэтым кожнаму генератара адпавядае свая часціца (кампанента часціцы). Напрыклад, фрэйм ​​e з'яўляецца квантам поля, спараджальнага трансляцыямі (паступальным рухам у прасторы). А спінавая часціца w з'яўляецца квантам поля, спараджальнага лорэнцаўскімі кручэннямі.
  • У лімітавых выпадках тэорыя Лісі дае добра вядомыя вынікі ў галіне квантавай тэорыі поля і агульнай тэорыі адноснасці.

Няправільнае, спрэчнае або недаробленае ў тэорыі Лісі[правіць | правіць зыходнік]

Фактычна, тэорыя складаецца з двух частак.

Першая - гэта алгебры, сіметрыі і класіфікацыя. У гэтай частцы ўсё выдатна, акрамя Вялікага Аб'яднання - у тэорыю не ўкладваюцца ўсе знойдзеныя фізічныя сіметрыі - тэорыя мае сур'ёзныя праблемы, звязаныя з наяўнасцю трох пакаленняў кваркаў і лептонаў. І нават з адным пакаленнем у рамках групы узнікаюць праблемы. Спроба ўкладання групы ў прыводзіць да таго, што ферміёны не могуць быць хіральнымі - гл нататкі 21 лістапада «A Little Group Theory» і 9 снежня «A Little Group Theory». Сам Лісі ў адказ на заўвагі аўтара нататак прызнаў, што такая праблема існуе і ён спрабуе яе вырашыць. Пакуль жа Вялікае Аб'яднанне «па Лісі» уступае ў супярэчнасць з квантавымі лікамі часціц і яго спасылка на «траістасць» (triality) з'яўляецца памылковай, як і табліца са ўласцівасцямі глюёнаў, кваркаў і лептонаў - у ёй павінны прысутнічаць толькі кваркі , якія адпавядаюць антыкваркам і глюёнам. Прычым лептоны аказваюцца знешнімі па адносінах да дадзенай схеме.

Другая - дынаміка. Фактычна ў дадзенай тэорыі яе няма, гэта толькі накіды да пабудовы дынамікі. Квантавая тэорыя гравітацыі як такая пакуль не пабудавана - нічога не гаворыцца пра квантаванне гравітацыйнага поля. Дзеянне для гравітацыі Лісі выбіраў «рукамі», а не зыходзячы з фундаментальных алгебраічных або геаметрычных меркаванняў. Таму дадзеная частка працы мае патрэбу ў абмеркаванні і эксперыментальнай праверцы. Падобна на тое, што гэта толькі кірунак для даследаванняў, а не канчатковы вынік. Тэорыя не дае прадказанні мас часціц, хоць і дае фундаментальныя канстанты сувязі. Гэтыя прадказанні павінны даць далейшыя распрацоўкі ў галіне дынамікі. Нягледзячы на ​​прэтэнцыёзную назву артыкула, тэорыя Лісі зусім не з'яўляецца «Тэорыяй ўсяго». Значная частка крытыкі тэорыі Лісі звязана менавіта з гэтым жартаўлівым назвай.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Тэорыі гравітацыі
Стандартныя тэорыі гравітацыі Альтэрнатыўныя тэорыі гравітацыі Квантавыя тэорыі гравітацыі Адзіныя тэорыі поля
Класічная фізіка

Рэлятывісцкая фізіка

Прынцыпы

Класічныя

Рэлятывісцкія

Шматмерныя

Струнныя

Іншыя