John Cardy je 1988. pitao postoji li c-teorema u četiri dimenzije. Sada - četvrt stoljeća kasnije - čini se da je bio u pravu.
„Pokazano je da, za d, jednosmjerna funkcija traga tenzora naprezanja na sferi, Sd, kada se prikladno regulira, definira c-funkciju, koja se, barem do jednog reda petlje, smanjuje duž RG putanje i nepokretan je u RG fiksnim točkama, gdje je proporcionalan uobičajenoj konformnoj anomaliji. " reče Cardy. "Pokazano je da je postojanje takve c-funkcije, ako ona zadovoljava ta svojstva u svim redoslijedima, u skladu s očekivanim ponašanjem QCD-a u četiri dimenzije."
Njegovo nagađanje je a-teorema ... mnoštvo avenija u kojima se kvantna polja mogu energetski pobuđivati (a) uvijek je veća pri visokim, nego kod niskih. Ako je ova teorija točna, onda će vjerojatno objasniti fiziku izvan trenutnog modela i osvjetliti sve moguće nepoznate čestice koje još treba otkriti Veliki hadronski sudarač (LHC) u CERN-u, europskom laboratoriju za fiziku čestica u blizini Ženeve, u Švicarskoj.
"Drago mi je ako se pokaže da je dokaz točan", kaže Cardy, teorijski fizičar sa Sveučilišta u Oxfordu u Velikoj Britaniji. "Prilično sam zadivljen pretpostavkom koju sam napravio 1988. godine."
Prema teoretičarima Zohar Komargodski i Adamu Schwimmeru iz Weizmannovog instituta za znanost u Rehovotu, Izrael, dokaz o Cardyjevim teorijama predstavljen je u srpnju 2011., i polako dobiva notornu vrijednost među znanstvenom zajednicom jer se drugi teorijski fizičari sjećaju njegovog rada.
"Mislim da je to vrlo vjerojatno u pravu", kaže Nathan Seiberg, teorijski fizičar iz Instituta za napredna istraživanja u Princetonu, New Jersey.
Polje kvantne teorije uvijek stoji na drhtavom terenu ... čini se da nitko ne može biti 100% precizan u svojim nagađanjima kako se čestice trebaju ponašati. Prema Priroda vijesti, jedan primjer je kvantna kromodinamika - teorija jake nuklearne sile koja opisuje interakcije između kvarkova i gluona. Taj nedostatak ostavlja fizičare koji se trude povezati fiziku na visokoenergetskoj, kratkometražnoj skali kvarkova s fizikom na duljim, nižim energetskim ljestvicama, poput one protona i neutrona.
"Iako je mnogo posla ušlo u povezivanje skala na kratke i duge relacije za pojedine teorije kvantnog polja, postoji relativno malo općih principa koji to čine za sve postojeće teorije", kaže Robert Myers, teorijski fizičar na Institutu Perimeter u Waterloou u Kanadi.
Međutim, Cardyev teorem bi mogao biti odgovor - u četiri dimenzije - tri dimenzije prostora i dimenziju vremena. Međutim, 2008. dvojica fizičara pronašla su kontra primjer teorije kvantnog polja koja se nije pokorila pravilu. Ali nemojte se zaustaviti na tome Dvije godine kasnije Seiberg i njegovi kolege ponovno su ocijenili kontra-primjer i otkrili pogreške. Ova otkrića dovela su do više studija o radu Cardyja i omogućila Schwimmeru i Komargodskom da iskažu svoju pretpostavku. Ponovo, to nije savršeno i nekim područjima je potrebno dodatno pojašnjenje. Ali Myers smatra da je dokaz točan. "Ako je ovo potpun dokaz, to postaje vrlo moćan princip," kaže on. "Ako nije, to je ipak općenita ideja koja se drži većine vremena."
Prema Priroda, Ken Intriligator, teorijski fizičar sa Sveučilišta u Kaliforniji, San Diego, slaže se s tim, dodajući da iako matematičari zahtijevaju da dokaz bude vodonepropusan, fizičari imaju tendenciju da budu zadovoljni dokazima koji uglavnom izgledaju ispravno, a zaintrigiraju ih bilo kakvi putevi kojima će se težiti u većem broju dubina. Pišući na svom blogu 9. studenoga, Matt Strassler, teorijski fizičar sa Sveučilišta Rutgers u New Brunswicku, New Jersey, opisao je dokaz kao "upečatljiv", jer cijeli argument slijedi nakon uspostavljanja jedne elegantne tehničke ideje.
Kad je Cardy-jeva teorija temeljitije ispitana, vjerojatnije je da će se ona primjenjivati univerzalno na područjima kvantnih teorija polja. Ovo može objediniti fiziku, uključujući područje supersimetrije i pomoći rezultatima s LHC-om. A-teorema "će biti vodeće sredstvo za teoretičare koji pokušavaju razumjeti fiziku", predviđa Myers.
Rad tvrtke Pehaps Cardy čak će se proširiti i u fiziku kondenzirane materije, područje gdje se koriste teorije kvantnog polja za objašnjenje novih stanja materijala. Jedini je problem što je a-teorema dokazala samo u dvije i četiri dimenzije - gdje nekoliko područja fizike kondenziranih tvari obuhvaćaju slojeve koji sadrže samo tri dimenzije - dvije u prostoru i jednu u vremenu. Međutim, Myers izjavljuje da će nastaviti raditi na verziji teoreme u neparnim brojevima dimenzija. "Samo se nadam da neće proći još 20 godina", kaže on.
Izvorni izvor priče: News News Release. Za daljnje čitanje: O grupi Renormalizacija teče u četiri dimenzije.
