График
В относительном выражении просрочка пока падает
Из чего состоит пространство-время
Тигран Оганесян
Дэвид Гросс получает Нобелевскую премию
Фото: EPA
Нобелевскую премию Дэвид Гросс получил совместно с Фрэнком Вильчеком — своим бывшим аспирантом в Принстонском университете, а также с Дэвидом Политцером из Гарварда за представленное ими в 1973 году элегантное математическое объяснение удивительного феномена. Эксперименты показывали: интенсивность взаимодействия между кварками, базовыми кирпичиками мироздания, с уменьшением расстояния между ними падает и, напротив, при их удалении друг от друга растет.
Это парадоксальное явление получило официальное название «асимптотическая свобода» (на сверхмалых расстояниях поведение кварков становится поведением почти свободных частиц), а Гроссу и его коллегам удалось показать, почему у универсальной физической константы (так называемой бета-функции), характеризующей интенсивность силового взаимодействия, в случае с кварками неожиданно возникает отрицательное значение. Странности поведения кварков объясняются тем, что помимо самих кварков активное участие в сильном взаимодействии принимают и его переносчики — глюоны. Глюоны — это нейтральные безмассовые частицы, главной отличительной характеристикой которых является наличие цветового заряда, аналога электрического заряда (глюоны наделены двумя цветовыми зарядами, а кварки — тремя).
Ученые-теоретики обнаружили, что на больших расстояниях «цветные силы», действующие между кварками и глюонами, возрастают, то есть они как бы удерживают кварки и не дают им вылетать из адронов (протонов и нейтронов) на свободу. В физике это называется конфайнментом (что в переводе с английского означает «тюремное заключение»), и именно благодаря ему в природе кварки в свободном состоянии (вне атомных ядер) не встречаются.
Возможно, наиболее важным практическим следствием открытой Гроссом, Вильчеком и Политцером асимптотической свободы кварков является то, что оно существенно облегчило физикам-теоретикам их главную задачу — построение унифицированной теории всех видов природных взаимодействий.
Как отметил сам Дэвид Гросс в своей нобелевской лекции 2004 года, «практически сразу после того, как была открыта асимптотическая свобода, теоретики стали предпринимать активные попытки объединения всех видов взаимодействий. Этот энтузиазм ученых был совершенно естественным, поскольку для описания всех известных науке взаимодействий использовались достаточно схожие теоретические конструкции. И вскоре Говард Джорджи, Хелен Куинн и Стивен Вайнберг смогли убедительно показать, что интенсивности всех трех негравитационных взаимодействий (электромагнитного, слабого и сильного) на сверхмалых расстояниях, составляющих примерно 10–29 сантиметров, становятся одинаковыми».
Дэвид Гросс за прошедшие с момента своего главного открытия четыре десятилетия сумел прочно утвердиться в качестве крайне разностороннего теоретика-универсала; в частности, он считается ведущим мировым специалистом в области струнных теорий, и сегодня его смело можно причислить к числу «зубров» современной теоретической физики.
В последние годы Гросс регулярно приезжает в Россию. Последний по времени его визит состоялся в декабре прошлого года, тогда мы и взяли у него это интервью.
— Господин Гросс, недавно я писал в нашем журнале об альтернативных Нобелевским премиях Кавли (международные премии Кавли присуждаются раз в два года начиная с 2008-го; подробнее см. «Норвежский ответ Нобелю» в № 23 «Эксперта» за 2012 год) , поэтому мне бы хотелось узнать, что представляет собой Институт теоретической физики имени Кавли Калифорнийского университета в Санта- Барбаре, в котором вы давно работаете и который долгое время возглавляли.