Восьмимерные октонионы могут содержать ключи к разгадке фундаментальных тайн.
Ключевые выводы
- Физики открыли комплексные числа, называемые октонионами, которые работают в 8 измерениях.
- Было обнаружено, что числа связаны с фундаментальными силами реальности.
- Понимание октонионов может привести к новой модели физики.
Основана ли наша реальность, включая ее силы и частицы, на странных свойствах восьмимерных чисел, называемых « октонионы»? Физик так думает, найдя способ расширить исследования 40-летней давности, чтобы достичь новых неожиданных направлений.
Во-первых, краткая история чисел.
Обычные числа, с которыми мы знакомы в повседневной жизни, могут быть особым образом объединены в пары для создания «комплексных чисел», которые действуют как координаты на двумерной плоскости. Это было обнаружено в Италии 16-го века математиком Джероламо Кардано. умножение и деление путем «перевода и вращения позиций вокруг плоскости».
Ирландский математик по имени Уильям Роуэн Гамильтон в 1843 году обнаружил, что если соединить комплексные числа определенным образом, они может образовывать 4-D « кватернионы ». Очевидно, он был так взволнован вычислением этой формулы, что сразу же вырезал ее на мосту Брум в Дублине. Чтобы не отставать, Джон Грейвс,друг Гамильтона, который был юристом и гением математики, показал, что четвертинки могут быть объединены в пары, чтобы стать «октонионами» - числами. который может принимать координаты в абстрактном 8-мерном (8-D) пространстве.
Джон Грейвс.
Каждый тип чисел широко использовался в развитии современной физики, комплексные числа использовались в квантовой механике и даже кватернионы использовались в специальной теории относительности Альберта Эйнштейна.
То, что не было полностью понято и запущено в работу - октонионы, обычно обозначаемые заглавной буквой O, и чьи правила умножения закодированы в треугольной диаграмме, называемой плоскостью Фано (это похоже на то, что придумали масоны).
Мнемоника для произведений единичных октонионов с использованием плоскости Фано.
Тайна этих чисел привела исследователей к предположению, что они имеют особое назначение и могут в конечном итоге объяснить более глубокие тайны Вселенной. В электронном интервью журналу Quanta Magazine физик элементарных частиц Пьер Рамон из Университета Флориды объяснил, что «октонионы для физики - то же, что сирены для Улисса».
В 1973 году Мурат Гюнайдин, в то время выпускник Йельского университета (ныне профессор Пенсильванского университета) и его советник Феза Гюрсей,обнаружил неожиданную связь между октонионами и сильным взаимодействием, удерживающим кварки вместе в атомном ядре. Гюнайдин продолжил свои исследования вне рамок мейнстрима, стремясь связать числа с такими идеями, как теория струн и М-теория.
В 2014 году Коул Фьюри, аспирант Университета Ватерлоо, Канада, продолжил работу Гюнайдина, найдя новое применение трудновообразимым числам. Она разработала октонионную модель, включающую как сильное, так и электромагнитное взаимодействие. В настоящее время постдокторант Кембриджского университета в Великобритании, Фьюри получил серию результатов, связывающих октонионы со Стандартной моделью физики элементарных частиц, в работе, получившей высокую оценку других ученых. Она «предприняла значительные шаги для решения некоторых действительно глубоких физических загадок», - сказал Шади Тахвилдар-Заде, математический физик из Университета Рутгерса.
Другие, такие как известный теоретик струн и профессор Имперского колледжа Лондона Майкл Дафф, более сдержанны, в восторге от ее работы, но говорят, что пока «трудно сказать», станет ли она «революционной».
Фьюри не пугает то, что она работает в малоизвестной в настоящее время области, считая свои исследования «процессом сбора улик», как она объяснила в интервью.
В мае 2018 года в The European Physical Journal C она опубликовала статью, в которой обобщила несколько своих открытий, стремясь завершить стандартную модель физики элементарных частиц и найти подобающее место в нашем понимании мира для октонионы.
Чтобы узнать больше, смотрите, как Фьюри объясняет октонионы здесь:
Кол Фьюри об октонионах и физике элементарных частиц
Для тех, кто хочет глубже погрузиться в математику, посмотрите на этот увлекательный рисунок:
Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine