Российские физики провели исследование, которое может изменить представление о времени, пространстве и материи
Ученые МФТИ представили теоретическую работу, посвященную введению дополнительных соотношений неопределенности Гейзенберга в (1+3)-мерном пространстве Минковского и в (1+4)-мерной расширенной модели пространства. Это исследование может изменить наши представления о времени, пространстве и материи.
Работа опубликована в RENSIT: Radioelectronics. Nanosystems. Information Technologies. Идея о взаимосвязи пространства и времени восходит к работам Германа Минковского, который в 1908 году предложил концепцию пространственно-временного континуума. «Никто никогда не наблюдал», — сказал Минковский, «никакого места, кроме как в какой-то момент времени, и никакого времени, кроме как в каком-то месте».
Минковский называет точку в пространстве, соответствующую данному моменту времени, «мировой точкой», а совокупность всех мировых точек, — кратко «миром». Таким образом, любое тело, существующее в течение некоторого времени в пространстве, будет соответствовать определенной кривой — мировой линии. «…Весь мир, кажется, распадается на такие мировые линии», — продолжает Минковский свою речь… «физические законы могли бы найти свое наиболее совершенное выражение как соотношение между этими мировыми линиями».
Его работа положила начало теории относительности, в которой пространство и время рассматриваются как единое целое. В дальнейшем, Вольфганг Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, который стал краеугольным камнем квантовой механики. Однако до сих пор оставались вопросы о том, как расширить эти концепции в более высокие размерности и как они соотносятся с другими физическими величинами, такими как масса и интервал.
Принцип неопределенности Гейзенберга — это фундаментальный принцип квантовой механики, который утверждает, что невозможно одновременно точно определить пару связанных переменных, таких как положение и импульс частицы.
В своей недавней работе российские ученые предложили ввести дополнительные соотношения неопределенности, связывающие массу и интервал, в расширенной модели пространства. Это 5-мерная модель расширенного пространства (МРП), в которой к трем пространственным координатам и времени одной временной добавлена масса добавлен интервал как 5 координата. В ней В данной модели соотношение между энергией, импульсом и массой оказывается частным случаем теоремы Пифагора в 5-мерном пространстве сопряженном к координатному пространству.
Представленная в работе (1+4)D модель расширенного пространства основывается на физической гипотезе, состоящая в том, что масса (масса покоя) и сопряженная ей величина – действие (интервал) являются динамическими переменными. Величины этих переменных определяется определяются взаимодействием полей и частиц. Модель расширенного пространства является непосредственным обобщением Специальной теории относительности (СТО).
В СТО интервал и масса покоя частиц являются инвариантами, а МРП они могут меняться. На основе сделанных предположений в МРП построены расширенные уравнения Максвелла, которые наряду с электромагнитным взаимодействием описывают также и гравитационные эффекты, а также имеют структуру, похожую на релятивистское обобщение уравнения Шредингера в свободном от поля пространстве в форме уравнения Клейна-Гордона.
«Наше исследование подчеркивает важность дополнительных измерений в физике и показывает, что традиционные представления о массе и интервале могут быть значительно расширены. Мы надеемся, что это приведет к новым открытиям в области квантовой механики и теории поля», — рассказал Евгений Седельников, доцент кафедры общей физики МФТИ.
Новизна исследования заключается в том, что принцип неопределенности расширяется на вводимые в модели дополнительные координаты – интервал и массу, которые до сих пор рассматривались как инвариантные величины.
Модель расширенного (1+4)D пространства была создана уже более 25 лет назад – вспоминает доцент кафедры общей физики МФТИ Дмитрий Ципенюк: «В свое время после выхода очередной нашей статьи посвященной развитию различной аспектов нашей модели я три раза ходил к академику В.Л. Гинзбургу и рассказывал ему наши работы – два раза до присуждения В.Л. Гинзбургу Нобелевской премии и один раз после. Виталий Лазаревич каждый раз внимательно около часа выслушивал меня и каждый раз старался помочь – отводил к своим коллегам или сотрудникам для более детального изучения наших статей. Однажды встретив меня на своем знаменитом семинаре в ФИАНЕ Виталий Лазаревич одобрительно похлопал по плечу и сказал «а пятимерное пространство, давай».
Если новый подход окажется правильным, то это приведет к большей геометризации физики, чем та, которая была достигнута в теории относительности Эйнштейна. Всю физику в расширенной модели пространства можно понимать как прикладную геометрию.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Американское военное ведомство опубликовало четвертую часть материалов о неопознанных летающих объектах. Собственно новых файлов не так много: как и в прошлые разы, значительная часть опубликованного была известна ранее. Однако есть детали, которые действительно интересны и указывают на объекты, чья природа не может быть легко объяснена в рамках известного землянам на сегодняшний день.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно