Физики посчитали одну из «проблем тысячелетия» неразрешимой

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.

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, сообщает Lenta.ru.

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.

* * *

От редакции. Интересуетесь наукой? Заходите в киевский Музей популярной науки и техники «Экспериментаниум»!

Тэги: ученые, проблема

Комментарии

Выбор редакции
Как питаться бюджетно и правильно: советы
Как питаться бюджетно и правильно: советы
Как питаться бюджетно и правильно: советы
Как питаться бюджетно и правильно: советы
fraza.com
Все новости
Главное
Популярное
В Токио с запозданием начала цвести сакура
В Токио с запозданием начала цвести сакура
В Токио с запозданием начала цвести сакура
В Токио с запозданием начала цвести сакура
За год человечество выбросило более миллиарда тонн еды, — ООН
За год человечество выбросило более миллиарда тонн еды, — ООН
В США собака спасла своего хозяина… от бомбы
В США собака спасла своего хозяина… от бомбы
На популярном грузинском курорте сошла лавина: видео с места ЧП
На популярном грузинском курорте сошла лавина: видео с места ЧП
Лукашенко дал команду готовиться к противостоянию с Балтией, — СМИ
Лукашенко дал команду готовиться к противостоянию с Балтией, — СМИ
В Австралии змея чуть не задушила телеведущего в прямом эфире
В Австралии змея чуть не задушила телеведущего в прямом эфире
Вариации Гримм (2024): трейлер и дата выхода нового сериала-аниме
Вариации Гримм (2024): трейлер и дата выхода нового сериала-аниме
Павел Кириленко: чиновник «оброс» во время войны имуществом на 70 млн грн, - СМИ
Павел Кириленко: чиновник «оброс» во время войны имуществом на 70 млн грн, - СМИ
Фьюри — Усику: Беги, кролик, беги
Фьюри — Усику: Беги, кролик, беги
В Киеве уже 10 пострадавших после утреннего ракетного удара. Разбор завалов продолжается
В Киеве уже 10 пострадавших после утреннего ракетного удара. Разбор завалов продолжается
fraza.com

Опрос

Чего вы ждете от 2024 года?