[Cytadela] Teoria jeszcze-nie-tak-ca�kiem-wszystkiego

Home

Odszkodowanie za dziurę w drodze

http://midnightjester.files.wordpress.com/2006/10/wp-string_theory.pngO ile czarne dziury, o kt�rych by� wpis poprzedni a kt�rych samo istnienie dla niekt�rych to sprawa mimo wszystko ci�gle do�� kontrowersyjna, to dzisiejszy temat polaryzuje opinie naukowc�w i pasjonat�w bez por�wnania znacznie bardziej. Powracamy bowiem do zagadnienia frapuj�cego, jakim niew�tpliwie jest teoria strun. Dla wielu synonim �lepego zau�ka, w kt�rym znaczna cz�� wsp�czesnych fizyk�w teoretyk�w b��dzi bezradnie od kilkudziesi�ciu lat, dla innych znowu� niedoceniana kandydatka na wymarzon� przez wielu “Teori� Wszystkiego”, kt�rej poszukiwa� ca�e swe �ycie niezapomniany Einstein. Nie mojej osobie ocenia�, kt�re stronnictwo bli�sze jest prawdy, cho� nigdy nie ukrywa�em, �e w moim mniemaniu wszyscy sk�din�d wybitnie uzdolnieni strunowcy (jak cz�sto m�wi si� o fizykach zajmuj�cych si� t� teori�) marnuj� tylko sw�j potencja� na wymy�ln�, zapewne pi�kn� matematycznie – nie przecz� temu jak�e cz�sto przytaczanemu argumentowi – ale oderwan� ca�kowicie od rzeczywisto�ci konstrukcj� teoretyczn�, kt�ra uzyska�a niejako monopol na jedyn� “przysz�o�ciow�” teori�, pretenduj�c� do roli narz�dzia, dzi�ki kt�remu zrozumiemy Wszech�wiat.

Jednym z najcz�ciej powtarzanych zarzut�w, zarazem najbole�niejszych jak s�dz�, jest brak prze�o�enia teorii na zjawiska, kt�re obserwujemy w rzeczywistym �wiecie. Struny to twory bardzo eleganckie (dla matematyk�w) i nie spos�b odm�wi� pewnego uroku tej teorii – wszystko, co nas otacza, czy to materia, promieniowanie czy sama przestrze� (co� takiego te� kiedy� s�ysza�em), sk�ada si� z wielkiej rodziny w r�noraki spos�b drgaj�cych niewyobra�alnie male�kich element�w. Problem jednak w tym, �e nie spos�b ani je zaobserwowa�, ani te� – co ju� jest du�ym problemem – w jakikolwiek spos�b zweryfikowa� ich istnienie.

Z tego, co mi wiadomo, dot�d teoria strun i fizyczna rzeczywisto�� stanowi�y dwa oddzielne, hermetyczne �wiaty. �aden z kap�an�w teorii strun nie zaproponowa� jeszcze jakiegokolwiek eksperymentu, kt�ry m�g�by potwierdzi� lub sfalsyfikowa� propagowan� przez niego teori�. To teoretycznie ca�kiem wygodna sytuacja – proponuje si� matematyczn� teori�, kt�rej nikt nie potrafi obali�, nie spos�b bowiem tego dokona�. Jednak wygodnie jest tylko teoretycznie – sami teoretycy strun zapewne ch�tnie w ko�cu uchwyciliby co� namacalnego, by triumfowa� nad niedowiarkami. Czyta�em ju� o najr�niejszych eksperymentach, kt�re mog�yby wykaza�, �e teoria strun nie jest fa�szywa – ich wykonanie jednak nie jest mo�liwe w przewidywalnej przysz�o�ci.

Skoro sytuacja wygl�da tak a nie inaczej, teoretycy zmuszeni s� p�j�� inn� drog� – takie w�a�nie za�o�enie zrealizowali w ostatnim czasie fizycy teoretycy z uniwersytetu w Leiden (Holandia), niejaki Jan Zaanen wraz z Mihailo Cubrovicem i Koenraadem Schalmem. Nawet je�li ich teoretyczna praca nie do ko�ca realizuje marzenia strunowc�w o bezwarunkowym zwyci�stwie ich teorii, jest z pewno�ci� pewnym novum.

W 1911 roku holenderski (hm…) uczony Heike Kammerlingh Onnes odkry� przypadkowo niezwykle frapuj�ce zjawisko fizyczne: nadprzewodnictwo. Badaj�c zale�no�� oporu elektrycznego od temperatury przewodnika sch�adza� drut, wykonany z zestalonej rt�ci, do bardzo niskich temperatur – w ko�cu dotar� do temperatury bliskiej zera bezwzgl�dnego (4,2 Kelwina) i zaskoczony stwierdzi�, �e po osi�gni�ciu tej temperatury rt�� zacz�a przewodzi� pr�d ca�kowicie bez strat energii – op�r elektryczny po prostu znikn��. O ile w tamtych czasach by�o to zupe�nie nowym zjawiskiem, obecnie technologia opieraj�ca si� na nadprzewodnictwie stanowi bardzo wa�n� ga�� przemys�u, bez kt�rej wiele eksperyment�w naukowych by�oby po prostu nie do pomy�lenia (najpopularniejszy przyk�ad obecnie to chyba Wielki Zderzacz Hadron�w i jego niezliczone nadprzewodz�ce magnesy).

Nadprzewodnictwo, odkryte przez Onnesa, zdawa�o si� wyst�powa� wy��cznie przy bardzo niskich temperaturach, bardzo bliskich zera bezwgl�dnego. Mog�o wydawa� si� to regu��, jednak z czasem zacz�y pojawia� si� kontrprzyk�ady – okazywa�o si�, �e zr�nicowane materia�y przewodz� pr�d elektryczny bez oporu przy nieco wy�szych temperaturach. O ile fizyczny mechanizm nadprzewodnictwa niskotemperaturowego poznano do�� dobrze, o tyle mechanizm nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego, po wielu wielu latach, ci�gle jest niejasny i nikt nie potrafi� dot�d przekonuj�co wyja�ni�, dlaczego tak a nie inaczej si� dzieje. Mo�na rzec – c� z tego – jednak sprawa naprawd� jest sporej wagi: uzyskanie przewodnika, kt�ry staje si� nadprzewodz�cy w temperaturze pokojowej (a wi�c kilkaset stopni powy�ej zera bezwgl�dnego) jest marzeniem wielu naukowc�w i tu� za nimi rzeszy biznesmen�w, wyobra�aj�cych sobie gigantyczne pieni�dze, kt�re mo�na by zarobi� na tym zjawisku.

Mo�ecie zapyta� - a co to ma do licha wsp�lnego z teori� strun? Tutaj na scen� powracaj� wspomniani wy�ej holenderscy naukowcy z Leiden. Dobrali si� oni w specyficzny spos�b – Zaanen zajmowa� si� nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym i jednocze�nie interesowa� si� teori� strun, pozostali natomiast to czystej krwi i ko�ci strunowcy – szybko, mo�na rzec, zw�chali si� ze sob� i rozpocz�li wsp�lne badania. Ich praca zosta�a niedawno opublikowana w presti�owym “Science”, co jest samo w sobie ju� pewnym zaskoczeniem – z tego, co wyczyta�em w �r�d�ach tego wpisu jest to zarazem pierwsza publikacja na �amach “Science”, kt�ra zajmuje si� teori� strun.

C� takiego Zaanen i sp�ka wi�c stworzyli, �e zas�u�yli na taki zaszczyt? Zastosowali po po raz pierwszy w historii os�awion� teori� strun do opisu rzeczywistego zjawiska fizycznego – tzw. krytycznego stanu kwantowego elektron�w, kt�re odgrywa wa�n� rol� w przypadku nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego (przed utrat� oporno�ci elektrony materia�u przechodz� w taki stan). Zaanen i koledzy nie kryj� entuzjazmu – stosuj�c pewien aspekt teorii strun, zwany tajemniczo korespondencj� AdS/CFT (odmawiam z g�ry odpowiedzi na pytania, co to jest i o co w tym chodzi), po dniach i nocach z kred� w r�ku, jak przypuszczam, wszystko im si� w cudowny spos�b pouk�ada�o – matematyka teorii strun zafunkcjonowa�a nadzwyczaj dobrze, pozwalaj�c na wyja�nienie zjawiska stanu krytycznego w spos�b, w jaki �adna inna teoria nie mog�a tego dokona�. O samej matematyce, czy nawet za�o�eniami, kt�re za tym stoj�, wola�bym si� tutaj nie wypowiada�, bo to zaprawd� czarna magia dla mnie (dla ch�tnych zapraszam do lektury samej pracy b�d� �r�de� podanych ni�ej).

Tym samym naukowcy na bazie teorii strun wyja�nili zjawisko, kt�re dot�d by�o zupe�nie niejasne. Nie oznacza to jednak, �e zrozumieli�my ca�kowicie nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe – przybli�yli�my si� jednak do jego zrozumienia. Praca Holendr�w z pewno�ci� nie zdoby�aby jednak rozg�osu dzi�ki temu faktowi – to dzi�ki magicznej teorii strun, niespodziewanie zastosowanej do �wiata rzeczywistego, temat nabra� rumie�c�w. Rozpaleni sukcesem Holendrzy obiecuj� ju� nawet, �e to dopiero pocz�tek.

Jako przeciwnik teorii strun podchodz� do tej rewelacji raczej krytycznie, jednak nie spos�b zaprzeczy�, �e jest to nowinka zaskakuj�ca, m�wi�ca na korzy�� strunowc�w. Nie zmienia to jednak nic w tym, �e takie zastosowanie teorii strun nie ma i pewnie d�ugo jeszcze nie b�dzie mia�o nic wsp�lnego z heroicznym przeznaczeniem, kt�re kiedy� tak ba�wochwalczo zosta�o jej przez wielu pisane – od wyja�nienia pewnego zjawiska do teorii pretenduj�cej do miana “Teorii Wszystkiego” droga jeszcze baaardzo daleka.

Wielce pouczaj�ca praca teoretyk�w z Leiden

�r�d�a:

Link 1

Link 2

Link 3

Link 4

Grafika: Pozwoli�em sobie na ma�� z�o�liwo��, c�, m�j blog:)

�r�d�o grafiki

Credit: midnightjester.wordpress.com
Wy�wietl pe�ny artyku�

hm... ciekawe

Adam mo�e warto by�oby jako� inaczej nazwa� tego twojego bota? Aktualizacje ze �wiata nauki... albo co...

pozdrawiam
Ori

Ja jestem strunowcem w ksi�zce od biologii wyczyta�em :-)

Do�� ciekawy artyku�, jednak mam wra�enie, �e autor ma "co�" do matematyk�w :szczerbaty: .
Nie znam ostatnich wynik�w ale jak si� kiedy� tematem troch� interesowa�em, to o ile pami�tam wi�kszo�� tez matematycznie dawa�o si� w tej teorii udowadnia� przy za�o�eniu istnienia odpowiedniej liczby wymiar�w (matematycznych oczywi�cie). Jaka� liczba 10 chodzi mi po g�owie.
Zreszt� teoria strun czy superstrun to ju� taka koby�a od strony matematycznej, �e g�owa boli. Jest chyba niewielu ludzi na �wiecie, kt�rzy tak naprawd� wiedz� jak to ugry��. Je�li chodzi o tego typu zagadnienia to mog� poleci� zainteresowanym ksi��k� Hiperprzestrze� Michio Kaku (akurat t� czyta�em kiedy�).
Zawsze twierdzi�em, �e fizyce teoretycznej znacznie bli�ej do matematyki ni� do fizyki - do czego wi�kszo�� fizyk�w wcale niech�tnie si� przyznaje :rolleyes: .
W ko�cu kto� musi "buja�" w ob�okach aby�my nie stan�li w miejscu. Patrz�c na to zreszt� od strony historycznej, wiele teorii tak naprawd� matematycznych znalaz�o swoje uznanie dopiero po naprawd� wielu wielu latach.
Jak ka�da teoria ta ma zwolennik�w jak i przeciwnik�w. Za naszego �ycia nie spodziewam si� prawd� m�wi�c, �adnego rozstrzygni�cia w kt�r� tutaj stron� p�jdziemy.
W ka�dym razie zagadnienie jest na tyle frapuj�ce, �e nale�y przynajmniej w przybli�eniu wiedzie� o co chodzi.

(...)
mog� poleci� zainteresowanym ksi��k� Hiperprzestrze� Michio Kaku (akurat t� czyta�em kiedy�).
(...)

Ze swojej strony r�wnie� chcia�bym poleci� t� ksi��k� oraz ksi��k� pod tytu�em: "Pi�kno Wszech�wiata. Superstruny, ukryte wymiary i poszukiwanie teorii ostatecznej", kt�rej autorem jest Brian Greene.

Adam mo�e warto by�oby jako� inaczej nazwa� tego twojego bota? Aktualizacje ze �wiata nauki... albo co...

No ale wtedy nikt nie pomy�li, �e to ja napisa�em. I co wtedy? Koniec lansu :(

A tak na serio, ju��jest nowy bot do wiadomo�ci. Wszystkie nowe b�d� sz�y od niego, dzi�ki czemu, b�dzie mo�na przegl�da� wiadomo�ci zagl�daj�c do jego historii w�tk�w. Rozszerzam te� przy okazji kwesti� wiadomo�ci na AF. Jak ju��widzicie, jest nowy dzia�. Dojdzie te��wi�cej RSS�w, ale pom�cie mi zlokalizowa� ciekawe i warte promocji na AF �r�d�a.

Cytadela jest genialna. Oby wi�cej takich.

No ale wtedy nikt nie pomy�li, �e to ja napisa�em. I co wtedy? Koniec lansu :(

:szczerbaty: Ty, akurat nie musisz si� lansowa�... :Beer:

Ori

(...) ale pom�cie mi zlokalizowa� ciekawe i warte promocji na AF �r�d�a. (...)

Z polskoj�zycznych RSS�w znam: astronomia.pl, AstroNEWS no i obowi�zkowo kosmonauta.net. :notworthy:

Podobne

Template provided by Designs by Darren Opracowanie Marketing w Internecie dla Odszkodowanie za dziurę w drodze