Физическую «проблему тысячелетия» посчитали неразрешимой

Энергетические уровни λ и спектральная щель ∆
Энергетические уровни λ и спектральная щель ∆

Физики из Великобритании, Испании и Германии посчитали одну из «проблем тысячелетия» (связанную с физикой элементарных частиц) неразрешимой. Результаты своих исследований Тоби Кубитт, Дэвид Гарсия Перес и Майкл Вольф опубликовали в журнале Nature, а кратко о них сообщает Nature News.

В своей работе ученые рассмотрели частный пример из физики конденсированных сред: двумерную модель бесконечной кристаллической решетки, в узлах которой находятся атомы. Ученые попробовали рассчитать спектральную щель — разрыв между соседними энергетическими уровнями электрона.

Это позволяет определить свойства материалов, которые, в частности, в некоторых случаях при понижении температуры могут перейти в сверхпроводящее состояние. Физики в своей работе квантовые состояния атомов в решетке описали как реализацию машины Тьюринга, содержащую информацию о каждом шаге вычислений, необходимых для определения спектральной щели.

Кубитт и его коллеги показали, что в случае бесконечной решетки невозможно узнать, заканчивается ли вычисление, так что вопрос о спектральной щели остается неразрешимым. Между тем, для конечной двумерной решетки вычисления занимают конечное время и приводят к определенному ответу.

Несмотря на то, что реальные материалы имеют конечные размеры, их незначительная модификация может привести к резкому изменению спектральной щели. Последнее обстоятельство и позволило ученым заявить о принципиальной неразрешимости «проблемы тысячелетия».

Несмотря на то, что задача, по мнению ученых, не может быть решена в общем случае, ответ на нее, вероятно, возможно найти в частных случаях. Как отметили авторы, свое исследование они проводили в рамках физики конденсированного состояния вещества, тогда как проблема тысячелетия изначально сформулирована для физики элементарных частиц.

В ней «проблема тысячелетия» сводится к математическому описанию так называемой массовой щели в теории Янга-Миллса. Физически эту задачу можно сформулировать как теоретическое обоснование конфайнмента (невылетания кварков) — объяснению того, почему кварки связаны в протоне и не наблюдаются в свободном (несвязанном) состоянии.

Автору решения этой задачи Математический институт Клэя обещает один миллион долларов. В настоящее время из семи «проблем тысячелетия» решена только одна (гипотеза Пуанкаре). Автор решения, российский математик Григорий Перельман, отказался от своей премии и по личным мотивам ушел из науки.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 19 апреля 2017
Никола Лемери выступает с публичной лекцией по химии

Достали

Зачем простой аптекарь объявил войну могущественным алхимикам
Оставить мир
Как протекает жизнь в глухом монастыре, куда редко доезжают туристы и паломники
«В Крыму будет инвестиционный бум»
Председатель правления фонда ЯМЭФ Андрей Назаров — о развитии бизнеса
Владимир Путин «Кому-то нужно голову пересадить»
Как Путин отчитывал губернаторов и что с ними потом стало
Петр Лидов-Петровский: «Население стало действительно беднеть»
Почему томский пенсионер отправил Медведеву свою пенсионную надбавку
Борис Ельцин«Он умел делать так, чтобы было видно его недовольство»
Что Ельцин считал своими главными ошибками
Северная полярная область Меркурия характеризуется резкими перепадами температур (50-400 кельвинов) и наличием в кратерах водяного льдаОсталось недолго
Как умирает ближайшая к Солнцу планета
Никола Лемери выступает с публичной лекцией по химииДостали
Зачем простой аптекарь объявил войну могущественным алхимикам
Стань травкой
Как жуткие подземные существа превращаются в растения
Другая Катынь
В 1919-1922 годах в польском плену погибло около 30 тысяч красноармейцев
People dance on the opening day of the Coachella Valley Music and Arts Festival in Indio, California, U.S. April 14, 2017. Беззаботно раздеты
Как проходит Коачелла — один из самых модных фестивалей в мире
«Американцы — радостный народ»
Рассказ москвича, переехавшего в США
Заработала на шпильки
Предприимчивые австралийки стали богаче на миллионы благодаря «женскому» бизнесу
Мохнатый рейх
Все о движении фурри — любителях носить костюмы зверей
Зверские пикапы
Пикапы, которые подготовлены для жесточайшего бездорожья
Мещанская прокрастинация
Тест-драйв Toyota LC 200
15 самых продаваемых машин в мире
Самые популярные автомобили 2017 года, и в первой тройке — кроссовер!
Премиальные машины непремиальных брендов
Вспоминаем модели непремиальных марок, которые конкурировали с Mercedes и BMW
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности