2014.01.06. 07:13

Vége a téridőnek, itt az amplituhedron

A normális emberek számára teljesen érthetetlen kvantumfizikában most már szinte minden év hoz valamilyen áttörésjellegű felfedezést; a hazai tudományrovatok pedig most már menetrendszerűen lemaradnak róluk.

Így jártunk például a 2010-11-ben berobbanó kvantumbiológiával - olvassuk el a Nature vagy a BBC elég komoly cikkét róla, majd keressünk rá magyarul, és olyan találatokat fogunk csak kapni, mint teremtotudat.hu, vilagvege2012.hu, katasztrofa.com. Sehol az Index, sehol az Origo.

És ez lett a sorsa annak a 2013 őszén bemutatott, túlzások nélkül is lélegzetállítónak nevezhető konstrukciónak, amiről a világsajtó népszerű és kevésbé népszerű tudományfelületei elég nagy terjedelemben cikkeztek, a Time magazin pedig beválasztotta az év 25 legfontosabb felfedezése közé. A csodálatos amplituhedronra - aminek már saját Facebook-oldala is van, lehet lájkolni - a Google sajnos egyetlen magyar nyelvű találatot sem ad, ezen a tarthatatlan állapoton fogok most segíti.

A dolog a természet legalapvetőbb jelenségével, az elemi részecskék ütközésével és az azt követő történésekkel foglalkozik. Természetesen nem voltunk eszköztelenek eddig sem a területen: a Nobel-díjas Feynman professzor módszerét használja a világ erre a feladatra. Feynman óriási elme volt (1988-ban hunyt el), már az első atombombát létrehozó csapatban is tevékenykedett, önéletrajzi könyve szerint pedig leginkább sztriptízbárok mélyén tudott annyira elmélyülni, hogy komoly és folyamatos munkát végezzen; a pornografikus környezetben összerakott számítási módszere azonban elképesztően komplikált volt, és óriási számítógépteljesítmény kell ahhoz, hogy tűrhető eredményt produkáljon.

amplutihedron.jpgMost viszont, úgy tűnik, jobbat talált nekünk egy Princetonban dolgozó fizikuscsapat, amelyet az 1972-es születésű Nima Arkani-Hamed és Jaroslav Trnka vezet. Az elmélet kulcsa egy különös, négydimenziós geometriai alakzat, amely három dimenzióba levetítve eléggé hasonlít egy ékkőre: ezt nevezték el amplituhedronnak (a képet sajnos lopnom kellett Natalie Wolchover cikkéből, bocsánat). Ezt az alakzatot dobták be a jelenséget leíró matematikai apparátusba, vele ábrázolják a valószínűségek eloszlását, amitől az egész műveletsor hirtelen elképesztő mértékben leegyszerűsödött: végrehajtandó számítógép-utasítások milliárdjai helyett elég egy A4-es papír, egy toll és néhány alapművelet a részecskeütközés következményeinek kiszámítására.

Minden borul

Ez volt a jó hír, de van egy sokak számára kevésbé kellemes következménye a sztorinak: a számítás a részecskék tér- és időkoordinátáira teljesen érzéketlen, ilyen paraméterek nem játszanak szerepet benne - holott ezek természetesen az eddigi módszer alapvető elemei voltak, nem is gondoltuk, hogy lehetne másként. Az új eredmény így erősen rádolgozik azokra az ezoterikus gondolatokra, melyek szerint a téridő csupán illúzió, satöbbi. Örülnek majd a csillogós-színes borítójú könyvek kiadói.

(A kvantumfizika egy másik nagy, de egyáltalán nem új felfedezése, az összekapcsolt részecskepár is hasonlót jelzett előre: nagyon úgy tűnik, hogy van körülöttünk egy csomó olyan anyagdarabka, amelyek egyszerre két helyen vannak jelen. Vagy nem, de akkor a fénysebességnél minimum tízezerszer gyorsabban kell kommunikálniuk egymással a pár tagjainak.)

Egy másik, hasonlóan kellemetlen meglepetése-következménye az új formulának, hogy az úgynevezett unitaritásnak is annyi: az derült ki, hogy a részecskevilágban az egymást kiegészítő vagy-vagy események valószínűségének nem feltétlenül 1 az összege.

Ott tartunk tehát, hogy a világ - de legalábbis a részecskéké - lehet, hogy, esetleg mégsem olyan bonyolult szerkezet, mint amilyennek az utóbbi évtizedek eredményeiből gondolni lehetett, és a dolgok mögötti rejtett logika egészen egyszerű és felfogható. Csakhogy ez a logika alapvetően más, mint amit a hétköznapokban megszoktunk; bár ez nem újdonság a kvantumfizika területén, ami amúgyis zsúfolásig tele meghökkentő élményekkel, például a fent említett összekapcsolódás, vagy a már szintén jó régi kétrés-kísérlet, ahol egészen egyszerű eszközökkel bebizonyosodott, hogy egy művelet eredménye attól is függhet, éppen ránézünk-e. (Viszlát, objektív valóság.)

Tovább is van

A most kidolgozott új eszközzel már nem kisebb az aspiráció, mint újból, új irányból nekiveselkedni az évszázados álomnak, és megalkotni az Egyesített Elméletet, vagy a Mindent Egyesítő Elméletet, amely vagy amelyek egyetlen formulában írnák le a világ összes fontos részecske-kölcsönhatását. Utóbbi a gravitációt is tartalmazná, ez azonban egyelőre álom - ha a többit (az elektromos- és a magkölcsönhatásokat) be sikerülne söpörni egy egyenletbe, már azzal is sokkal előrébb lennénk.

A gravitáció jelensége azonban egyelőre keményen ellenáll a kvantumfizikának - mintha egy másik világban történne -, de Arkani-Hamedék optimisták, és most már direkt ebbe az irányba nyomulnak, ezt akarják megfejteni - talán éppen egy újabb furcsa geometriai alakzat fog ebben segíteni.

19 komment · 1 trackback

A bejegyzés trackback címe:

https://gg.blog.hu/api/trackback/id/tr75733903

Trackbackek, pingbackek:

Trackback: Vége a téridőnek, itt az amplituhedron 2014.01.06. 16:52:02

A normális emberek számára teljesen érthetetlen kvantumfizikában most már szinte minden év hoz valamilyen áttörésjellegű felfedezést.

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

msh (törölt) 2014.01.06. 15:30:04

A mindent egyesítő elméletre már van pár próbálkozás, legutóbb, ha jól emlékszem, Antony Garrett Lisi körül volt nagy hype pár éve. Arról még az index is írt. Szóval nagy a konkurencia.

steery 2014.01.06. 16:53:06

Attól még, hogy valaki talál egy geometriai modellt, ami használható a részecskék kölcsönhatásainak leírására, egyáltalán nem következik az, hogy akkor nincs téridő (olyan szerkezettel bíró térbeli és időbeli kiterjedés, mely beágyazási környezetül szolgál a részecskék számára). Ne keverjétek össze a szezont a fazonnal. Ezek a "felfedezések" egyáltalán nem olyan nagy horderejűek, mint azt megpróbálod ebben a cikkben beállítani. Amit az is bizonyít, hogy gyakorlatilag semmi előrelépés nem történt a lényeges dolgok terén az elméleti fizikában. És mindaddig nem is fog, míg több "elemi részecskében", több fizikai kölcsönhatásban és mindenféle sötét anyagokban, energiákban gondolkodtok és egyesíteni akarjátok a nyilvánvalóan összeférhetetlen és ezért rossz elméleteket, ahelyett, hogy az egészet kidobnátok a kukába és kezdenétek elölről az egészet. Nem egyesített elmélet kell, amit ki tudja hányból férceltek össze, hanem egyetlen elmélet, ami jól leírja az egész mindenséget.

Gyingizik 2014.01.06. 17:20:17

Gábor, dicséretes az úttörő szándéka ezen események tudósításáról. De a témában nem hogy origos cikk, hanem önálló kötet is van magyar nyelven. Grandpierre Atilla : Élő Világegyetem.

www.grandpierre.hu/site/vtvasarter/vttermekek/grandpierre-atilla-az-elo-vilagegyetem-konyve-2012/

Amiben ugyanezek a folyamatok - foton "felderíti" a legrövidebb utat, mint egy élőlény stb. részletesen le vannak írva egy avatott csillagász - fizikus tollából.

zFuly 2014.01.06. 17:32:59

Dear GG, egyes posztolók alapvetö szövegértési kihívásai ne riasszanak el!
Kösz a cikkért! :)

bridget jones 2014.01.06. 19:12:32

Mondhatjuk, hogy "minden egész eltörött"?

Papírzsepi · http://lemil.blog.hu 2014.01.06. 20:12:15

@steery: A tudomány fejlődése már csak ilyen:
1. Van egy elméletünk, amit mindenhatónak gondolunk.
2. Találkozunk valamivel, amit nem magyaráz az elmélet. Eltusoljuk, sarlatánságnak bélyegezzük.
3. Túl sok furcsaság van, már nem lehet negligálni. Ekkor jön a toldozás-foldozás. "Általában jó az elméletünk, kivéve...".
4. Egy idő után akkora foltok vannak az elméleten, hogy muszáj kezdeni valamit. Ekkor jön egy frissen gondolkodó zseni, és csinál egy új szuper-elméletet, ami mindent megmagyaráz.
5. GOTO 1.
Én a sötét anyagot ilyen foltnak tekintem, akárcsak a kvantumfizika eszement dolgait. De még csak a Standard Modellen dolgozunk, és nyoma sincs új átütő és mindent megmagyarázó elméletnek.
Talán majd 5-10 év múlva...

Danubium 2014.01.06. 20:19:29

www.amazon.com/gp/product/0465092756

www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=6507

Ez a blog érthetően és világosan elmagyarázza, hogy ezek a "felfedezések" nem többek változó akadémiai divatnál.

Az egész egy minden kézzelfogható, tudományos alaptól elszakadt, metafizikai vallásháború, aminek a tömegmédia felfújta néhány lebutított foszlányát.

Mészáros Laci 2014.01.06. 21:48:50

@steery:

"egyáltalán nem következik az, hogy akkor nincs téridő"

pedig valószínűleg de.

a kvantummechanikában a józan észnek nincs létjogosultsága.

Link elek 2014.01.06. 22:25:44

@Papírzsepi:
Az elmeleti fizika elmeletei eljutottak arra a bonyolultsagra, hogy egy-egy hipotezissel kapcsolatos szamolas 10-15 _evet_ is igenybe vehet.
Az meg, hogy tesztelheto joslatot tesz mostanaban mar nem is megy. Vagyis az elmelet (theory) szintjet el sem erik.

Beer Monster 2014.01.07. 00:11:16

A kvantumlogikában mintha eddig se teljesültek volna a Kolmogorov-axiómák. Nem igazán értem, miről akar szólni ez a cikk.

Silcon 2014.01.07. 00:33:09

@Link elek: "tesztelheto joslatot tesz mostanaban mar nem is megy"

Épp ezt fejtegeti ez a könyv:
Lee Smolin: Mi a gubanc a fizikával?
A húrelmélet és az M elmélet egyenlőre csak játék a számokkal.

Szerencsére a kísérleti fizikusok, csillagászok dolgoznak és azért innen csöpög némi új információ, ami terelgeti a teoretikusokat. Valami hasonló fog történni, mint amikor a kvantummechanika megszületett.

Karmadealer · www.sajtoszsemle.blog.hu 2014.01.07. 00:50:30

"Mindig is tudtam hogy léteznie kell egy párhuzamos Univerzumnak, ahol minden pontosan ugyanúgy létezik és történik mint a miénkben, azzal a különbséggel, hogy nem esik ki a Braunschweig a Bundesligából..." :-)

steery 2014.01.07. 15:53:28

@Papírzsepi: "s nyoma sincs új átütő és mindent megmagyarázó elméletnek."
Dehogynem! Számos új, átütő és minden megmagyarázó elmélet született csak az elmúlt 20 évben a világ számos országában. Az más kérdés, hogy milyen fogadtatásra találtak. Magyarországon a legközismertebb ilyen alternatív fejlesztés az időfizikai-teremtésfilozófiai világmodell, ami minden szükséges kritériumnak megfelel, amit csak el lehet várni egy új paradigmától. Épp csak méteres tüske a mai fizika seggében az egész, mert alapjaiban dönti meg az egész tudományt, mindent, ami eddig volt. Gondolok itt például arra, miszerint az időfizikai modell alapja az aszimmetria, szemben a fizika szimmetria iránti rajongásával. Vagy ott van a kísérletek egyedisége és a dolgok megismételhetetlensége, ami lazán pofán veri a tudományosság azon kritériumát, miszerint a dolgok megismételhetők. Vagy említhetném azt is, hogy a világegyetem nem holmi ősrobbanással indult, hanem teremtve van és egy Isten működteti (mint mesterséges, intelligens létesítményt). Vagy hogy nincs semmiféle bogyószerű anyag a részecskékben, amik teljesen transzcendensek. Vagy... stb. Sorolhatnám még. És más országokban is rendre előállnak az önállóan gondolkodó fickók mindenféle érdekességgel.
Ez ugyanaz, mint a gyógyszeripar kontra alternatív gyógyászati módszerek ügy. Van egy uralkodó ideológia, meg számos egyéb, amik most épp nincsenek hatalmon. De idővel ez majd változni fog.

steery 2014.01.07. 15:56:34

@Mészáros Laci: "a kvantummechanikában a józan észnek nincs létjogosultsága."
Azért, mert a kvantummechanika egy hülyeség. De a viccet félretéve: inkább arról van szó, hogy a világ működése nem az ember által kitalált logika szabályain alapul. Nyilvánvaló, hogy a világban vannak logikusan magyarázható dolgok, de ettől még a világ nem logikus. Logikus tehát, hogy egy, a világot jól leíró modellnek ezt figyelembe kell vennie, vagyis nem lehet logikus. Éljen az ellentmondás! (ha ezzel valaki nem ért egyet, azaz ellent mer mondani neki, azzal megerősíti az elméletet). :-)

Beer Monster 2014.01.07. 16:21:17

Nem sírni kell, hanem csinálni.

Mészáros Laci 2014.01.07. 18:54:12

@steery:

annak az emberi logikának azért van létjogosultsága, hiszen a hétkőznapi életben ezt a logikát követve tudunk tájékozódni.

dowan 2014.01.08. 10:30:06

Egy kérdés .
Fizikai alaptétel, hogy a makroszkópikus fizikában a jelenségek függetlenek a tér irányától, és az időtől (nem az idő múlásától) ez nem jelenti azt, hogy a tér és az idő nem létezik, csak annyit, hogy ezektől függetlenül is pörög a pörgettyű, akár az antarktiszon, akár az egyenlítőn, és akár délben 1768-ban vagy 2200 július 24-én 0 óra 10 perckor pörgetem meg.

Egyébként ezek a speciális "alakzatok", mint operátorok érdekes témák.

steery 2014.01.08. 14:45:45

@Mészáros Laci: Persze. Ez nyilvánvaló. De a világ nem csak emberekből áll és a világ többi része mit sem tud az emberek által kitalált logikáról, így nem is óhajtja követni azt.