Физики вывели теорию струн из базовых принципов

Исследователи из Калифорнийского технологического института и Нью-Йоркского университета доказали, что ключевые свойства теории струн возникают из минимального набора фундаментальных правил. Ученые применили метод «бутстрэпа», который позволил увидеть математические структуры, характерные для квантовых струн, без предварительного введения их в описание физической реальности.

Физики сосредоточились на изучении столкновений частиц при экстремальных энергиях, опираясь всего на два условия: специфическое «мягкое» поведение взаимодействий и ограничения на точки, где вероятность столкновения стремится к нулю. В результате вычислений в системе проявились признаки теории струн, включая бесконечную последовательность частиц с возрастающими массой и спином. Подобную структуру еще в конце 1960-х годов описал Габриэле Венециано, анализируя данные коллайдеров. Позднее стало ясно, что эта последовательность идентична гармоникам вибрирующей струны.

Клиффорд Ченг, руководивший работой, отметил, что струны возникли в расчетах сами собой, без каких-либо исходных предположений об их существовании. Хотя этот результат не является прямым экспериментальным доказательством теории, он демонстрирует, что основные свойства струнного подхода могут естественным образом вытекать из фундаментальных требований к физическим законам. Работа, опубликованная в Physical Review Letters, предлагает альтернативу попыткам прямого наблюдения струн, для которого потребовался бы ускоритель частиц размером с целую галактику.