10 января 2006 г.

Теоретическая физика -- 2005

На форуме ММФ НГУ на мой вопрос о том, что нового было сделано в математике в прошедшем году, парировали контрвопросом: а что нового было сделано в теоретической физике?

Я согласен с тем, что подавляющее большинство ярких, запоминающихся открытий в физике связано именно с экспериментом (см. подборку за 2005 год с сайта AIP). А что-то существенное именно в теоретической физике выделить столь же непросто, как и в чистой математике.

Тем не менее, я рискну представить списочек достижений теоретической физики в 2005 году, которые, как мне кажется, очень важны, по крайней мере в своей области.

Сразу подчеркну одну особенность. Большинство из пунктов представляют собой не единичное конкретное достижение с нуля, случившееся в прошедшем году, а лишь важный (промежуточный) итог целого направления деятельности, длившегося многие годы.

1. Получение новых точных результатов в задаче многих тел, в том числе и квантовом случае.

Возможно, в этом году особого всплеска не было, но меня впечатлили работы, о которых я писал в заметках Обнаружена неожиданная симметрия в устройстве атома гелия, Ученые научились рассчитывать химические связи, используя многомерные пространства и Решена квантовая задача о стабильности четырех зарядов.

2. Получение и решение новых уравнений, описывающих сильные взаимодействия при высоких энергиях в режиме насыщения.

В последние годы появился целый набор подходов к описанию полных сечений (т.е. не жестких процессов!) столкновений адронов при очень высоких энергиях. Теория таких процессов в приближении "разреженного газа" была развита давным давно (теория Редже на уровне феноменологии или подход БФКЛ в квантовой хромодинамике), а вот сейчас всерьез взялись за случай взаимодействующих реджеонов.

Сюда входят подходы типа нелинейного уравнения Балицкого-Ковчегова и другие подобные уравнения эволюции, в том числе и стохастические диффузионные; уравнения нелинейной kt-факторизации; решения типа бегущих и ударных волн; цветовой стеклоподобный конденсат (color glass condensate).

Ничего популярного об этой деятельности, к сожалению, нет. Поэтому см. оригинальные статьи, например, A.H.Mueller, A.I.Shoshi, S.M.H.Wong, Nucl.Phys. B715 (2005) 440-460 (hep-ph/0501088); обзор
J.Jalilian-Marian, Yuri V. Kovchegov, Prog.Part.Nucl.Phys. 56 (2006) 104-231 (hep-ph/0505052); R. Enberg, K. Golec-Biernat, S. Munier, Phys.Rev. D72 (2005) 074021 (hep-ph/0505101) и др.

3. Пересмотр результатов вычислений силы Казимира.

Это прежде всего работы R.Jaffe, об одной из которых я писал, а также совсем свежие работы типа quant-ph/0601011.

4. Теория перехода диэлектрик-металл в двумерном неупорядоченном электронном газе. (спасибо Игорю Бурмистрову!)

Неупорядоченность потенциала, как правило, стремится "привязать" свободно движущиеся электроны к отдельным провалам потенциала, а значит, делает материал изолятором. Однако, как было открыто несколько лет назад, в двумерном случае иногда наблюдается переход в металлическое состояние. В статье A.Punnose and A.M. Finkelstein, Science 310, 289 (14 October 2005) это явление было наконец-то объяснено на количественном уровне. Оказалось, все дело в квантовой критической точке на диаграмме (беспорядок -- межэлектронное взаимодействие), о существовании которой ранее не подозревали и которая кардинально меняет "предпочтения" электронного газа.

Ну и наконец, отмечу тенденцию года: антропный ландшафт.

Теория суперструн столкнулась с неожиданным кризисом: количество возможных решений в теории (эта совокупность называется ландшафтом теории) столь велико, что она может описать практически какой угодно мир. Значит, ответа на вопрос "почему наш мир именно таков" она (пока) не дает.
(См. заметку Теория суперструн: в поисках выхода из кризиса.)

За последний год появился ряд статей, в которых делается попытка привлечь для ответа на этот вопрос рассуждения, основанные на антропном принципе. Пока что идет поиск: разные авторы вводят антропные аргументы разной силы; есть и непримиримые критики такого подхода. К чему приведет это шатание -- пока неизвестно.

-------

Приглашаю этот список обсуждать и дополнять.

[Комментарии на Элементах]

Два интересных журнала

Наткнулся на интересный научный журнал широкого профиля: Current Science Online. Выпускается Индийской (!) Академией наук (но на английском) и охватывает все разделы науки и околонаучные вопросы. Каждый номер журнала содержит также подборку статей по какой-либо "теме номера". Список тем номера впечатляет.

Единственно, что нме непонятно -- у меня этот журнал читается по нашей подписке или он свободно доступен любому?

Второй журнал, который я листаю уже не первый день и не могу налистаться, называется Journal of Geometry and Physics. Для иллюстрации того, насколько бурно развиваются приложения современной геометрии к физике, достаточно заметить, что в этом журнале уже вышли номера вплоть до августа 2006 года!

Особенно запал я на статью A.Connes and M.Marcolli, Quantum fields and motives, Journal of Geometry and Physics, 56, (2006) 55-85 (Ален Конн -- один из сильнейших математикой современности). Одна только фраза "...мы установили, что все квантовополевые теории обладают общей универсальной симметрией, реализующейся как группа Галуа мотивов, ... и которая является обобщение ренормализационной группы..." будоражит воображение до потери сна :)

[Комментарии на Элементах]

9 января 2006 г.

Новый триместр

В Италии начался новый триместр. В этом году снова веду семинары по квантовой механике на третьем (выпускном!) курсе.

Вообще, такой фундаментальный для физиков курс квантовой механики здесь мутировал во что-то странное. Стандартный годовой курс -- три триместра -- преподается кусочками в течение трёх(!) лет. На втором курсе у них идет введение в КМ, причем читается этот курс совместно с другими естественнонаучными специальностями (или даже инженерами, не помню). Потом, на третьем курсе, идет этот триместровый курс, который сейчас, а еще через год, уже в рамках магистерских курсов, идет "Продвинутая квантовая механика" (которая не особо-то и продвинутая).

Из-за этой раздробленности теряется преемственность курсов и навыков.
В прошлом году я выяснил, что студенты ничего не помнят из волновой механики. Т.е. не знают, как выглядит волновая функция в простейших случаях. Из-за этого выяснялось, что некоторые понятия, которые потом будет удобно иллюстрировать, опираясь на волновую механику, студентам просто ничего не говорят. У них не осталось никакой "квантовой интуиции" с предыдущего курса.

В этом году решили, что первые два занятия будут посвящены вспоминанию основ волновой механики, а потом уж перейдет и к операторному формализму.

Группа 12 человек. Как и все поначалу, робкие. У доски впадают в полуминутный ступор. Спрашивают что-то друг у друга, а не у меня. Надеюсь, потом раскочегарятся.

[Комментарии на Элементах]