У Натали Волчовер из издания Quanta есть статья о кампании теоретиков струн, которые утверждают, что мы должны принять теорию струн как фундаментальную физическую теорию, даже несмотря на отсутствие доказательств. Они считают её «уникальной», единственно возможной теорией. Это, очевидно, полная бессмыслица.
Ответ на статью
Здравствуйте, Натали!
Должен признать, что у меня очень сильная негативная реакция на подобные вещи. Многие люди потратили десятилетия, ведя поле исследований в тупик. Теперь, когда становится всё более очевидно, что они зашли в тупик, вместо того чтобы признать неудачу и вернуться к началу, чтобы всё переосмыслить, они занимаются софистикой, пытаясь объяснить, почему тупик — это единственный возможный путь.
Я не изучал внимательно две статьи, о которых вы упоминаете, но бегло просмотрел их:
1. Чён и другие утверждают, что «доказывают уникальность теории струн».
2. Элванг и другие рассматривают технические аспекты, о которых я мало что знаю. Но, похоже, их работа явно не связана с квантовой гравитацией, а касается калибровочной теории (SUSY) в планарном пределе. Они находят там амплитуду Венециано, но это неудивительно.
Идея о том, что правильный способ понять сильно связанную теорию Янга — Миллса, такую как КХД, — это рассмотреть предел большого N (планарный предел — это одна из версий этого) и попытаться понять её в терминах открытых струн, — очень старая идея, имеющая множество подтверждений. То, что для этого нужна N=4 SUSY, вполне вероятно.
О SUSY
Сегодня у меня был интересный опыт. Джоанн Хьюэтт читала коллоквиум о том, что можно узнать о бозоне Хиггса на коллайдерах. В конце кто-то спросил о SUSY: раз она не появилась на своём «естественном» уровне на LHC, есть ли причина, по которой она должна появиться на новых предлагаемых коллайдерах? Джоанн призналась, что верила в аргумент «естественности» и ожидала SUSY на LHC. Она сказала, что до сих пор «верит в SUSY», но признаёт, что нет причин, по которым она должна проявиться на следующем энергетическом уровне.
Она, похоже, осознала, что учёный, говорящий, что он «верит» во что-то, даже если это не появилось там, где ожидалось, и теперь у него нет аргументов, где это искать, — это странно. Поэтому она объяснила, что её аргумент заключается в том, что SUSY — это единственное расширение симметрии Пуанкаре (с определёнными свойствами), поэтому она «верила», что это должно было существовать.
Я думаю, что она и многие другие ошибаются не в аргументе «SUSY — слишком красивая структура, расширяющая симметрию пространства-времени, чтобы не существовать». Я в какой-то степени симпатизирую этому. Проблема в том, что под «SUSY» Джоанн подразумевает очень специфический способ реализации этой структуры как N=1 SUSY-расширения Стандартной модели.
В течение долгого времени я считал, что конкретное предложение некрасиво и вводит огромное количество невидимых степеней свободы и неизвестных параметров вместо того, чтобы рассказать нам что-нибудь о тех, которые мы знаем.
Теория N=4 SUSY-калибровок — это совсем другое дело: она даёт вам совершенно новую, очень ограничивающую симметрию (конформную симметрию). Она рассказывает вам огромное количество о совершенно загадочном предмете (сильно связанных теориях). Проблема в том, что это не имеет прямого отношения к теории реального мира. Но это то, что говорит вам, что вы на правильном пути.
Так что я рад «верить», что в реальном мире есть что-то, связанное с какой-то версией SUSY, но если это так, то это будет иметь какое-то отношение к истории N=4 SUSY-калибровок, а не к предполагаемым N=1-расширениям СМ, которые люди безуспешно искали.
Что я имел в виду
Прежде всего, я имел в виду некоторые хорошо известные вещи об N=4 SYM, которые делают её особенной (нулевая бета-функция, так что конформная симметрия классической теории является симметрией квантовой теории, также интегрируемость в планарном пределе, двойственности, о которых вы упомянули). Эти признаки указывают на то, что в этой очень специальной версии теории SUSY есть что-то очень интересное.
Но затем возникает обычная проблема: математически красивые аспекты не соответствуют реальному миру. Поэтому вы вводите математически уродливые и очень неуникальные структуры, чтобы нарушить симметрию и попытаться сопоставить реальный мир (с N=1 SUSY).
Но есть и другое, о чём я говорил: в N=4 SUSY происходят вещи, которые, я думаю, недостаточно изучены. Вы видите это в том, как многие интересные приложения N=4 SUSY используют «твистинг», причём существует множество различных способов сделать это. «Твистинг» смешивает пространственно-временные вращения и внутренние SU(4) (из N=4) симметрии.
В то же время существует действительно запутанная ситуация с соотношением между евклидовой и минковскианской версиями теории. Когда я спросил одного эксперта, как они справляются с этим в работе над решётчатыми версиями, он сказал: «Мы делаем это в евклидовой сигнатуре, а затем просто надеемся на лучшее, если кто-то попытается повернуть Виком».
Эти проблемы рассматриваются как технические детали, но, по моему мнению, они недостаточно изучены, так что, возможно, существует другой способ понимания вещей, в котором вы в конечном итоге получите что-то вроде N=4 SYM, имеющее интересную связь со Стандартной моделью и реальным миром.
Для этого есть серьёзные причины, поскольку в работе, которую я делаю, вы получаете неожиданное смешение пространственно-временных и внутренних симметрий, когда понимаете, как спиноры ведут себя при переходе от Минковского к евклидову. У меня, конечно, нет конкретного предложения о том, как это сделать для N=4 SYM, если бы было, я бы это записал. Но такие предположения — одна из мотиваций того, что я сейчас пытаюсь разобраться в подобных вопросах в более простых контекстах.