14 KiB
@type 11:11 @image https://kiwibyrd.org/wp-content/uploads/2024/11/14-spin-indu.jpg @title Книга о чудесах и загадках спина (и при чём здесь киты) @date Другие новости 11:11, окт/нояб ’24, часть 14 из 15
Летом 2024 британское издательство Oxford University Press выпустило примечательную книгу индийского теоретика Индубалы И. Сатьи, работающей профессором физики в одном из университетов США. Отчётливо многонациональный аспект этой затеи здесь хотелось бы сразу подчеркнуть, поскольку другое будущее и для науки, и для всего человечества формируется только так – через стирание государственных границ и объединение всех наций для решения общих задач.
Второй важнейший аспект новой книги закодирован в её названии: «Чудо квантового спина: 200 лет открытия в золотую эпоху математики и физики». За этими словами сокрыта воистину удивительная история о растянутом на века – в некотором смысле даже на тысячелетия – и продолжающемся до сих пор процессе открытия человеком странного и загадочного феномена природы. Ибо квантовые особенности спина как собственного вращения объекта постепенно обнаруживаются наукой в основах всего. От многослойного устройства пространства и живой структуры материи, до общих механизмов времени и сознания.
Третий (несколько парадоксальный, но) очень важный аспект книги – это то, чего там нет… Ибо с опорой на богатое собрание фактов в книге Инду Сатьи грамотным учёным будет намного проще изучать и разрабатывать те малоизвестные особенности физики и математики спина, которые автор включить в свою работу не смогла. По разным, судя по всему причинам, – начиная от неведения и заканчивая строгими научными табу. (Одна из главных задач табу, собственно, в том и состоит, чтобы некоторые очень важные факты были неизвестны даже специалистам.)
И четвёртый (здесь не самый важный, но эмоционально цепляющий) аспект истории – это тема китов. Точнее, одного «самого одинокого кита на планете», в глубинах океана поющего свою китовую песню на уникальной, свойственной лишь ему одному частоте. В книге о чудесах квантового спина нет абсолютно ничего ни про китов, ни про физику воды. Но вот на персональной веб-странице профессора Инду Сатьи ссылка на трогательную историю про «52-герцевого кита» не только имеется, но и служит своего рода дополнительным связующим звеном для включения важной темы спина в данный выпуск новостей.
Сжатый формат новостей не позволяет с подробностями рассказать о том впечатляющем множестве разных тем, которые с одной стороны глубоко освещаются в книге Сатьи, а со стороны другой то и дело становятся предметами расследований проекта kniganews. Но благодаря всем этим многочисленным взаимосвязям здесь вполне возможно отметить такие места книги «Чудо квантового спина», которые не только могут, но и должны выводить учёных на разработку тех очень нужных для прогресса направлений, что на данный момент в науке игнорируются либо старательно замалчиваются.
В книге Сатьи реально много и содержательно рассказывается о важности геометрических алгебр Клиффорда и о твисторах Пенроуза, но ни единым словом не упоминается фибрация Хопфа. То есть структура, не просто тесно связанная с математикой Клиффорда и Пенроуза, но и фундаментально важная для понимания единого устройства всего, что есть во вселенной.
В книге про «Чудо квантового спина» подробно исследована обширная предыстория вопроса о вращающихся объектах, благодаря чему можно отчётливо увидеть взаимосвязи между уравнениями Эйлера, появившимися в математике аж XVIII века, и математической физикой кварков, созданной во второй половине века двадцатого. Но при этом в книге нет абсолютно ничего про замечательные результаты математика Владимира Арнольда, который по сути одновременно с открытием физиками кварков в 1960-е годы выявил нечто очень похожее в математике уравнений Эйлера для вращения жидкости…
Ещё одна важная тема в книге Инду Сатьи – это развёрнутый рассказ о масштабном проекте Дэвида Хестенса, сосредоточенном на переформулировании математического инструментария физиков в термины геометрических алгебр Клиффорда. Что нередко позволяет открывать для давно известных всем формул существенно новые следствия и феномены. Особо замечательные результаты такого рода Хестенсу удалось получить для релятивистского уравнения Дирака (благодаря которому спин частиц и появился впервые в квантовой механике естественным образом, а не как искусственно встраиваемый прежде постулат).
И хотя множество загадочных свойств у квантового спина частиц – это, собственно, центральная тема всей данной книги, в ней нет ни единого упоминания об одном особо озадачивающем и старательно замалчиваемом феномене. Суть которого в невидимости, фактически, друг для друга частиц с антипараллельными спинами. Подробности об этом многократно подтверждённом, но запрещённом к упоминанию свойстве квантовых частиц собраны в главе Книги Новостей «Словно один сквозь другого».
Здесь же достаточно отметить, что именно через этот «феномен Алана Криша» физикам проще всего начать практическое освоение идеи о тонких мирах и слоях мультиверса, незримо сосуществующих в одном и том же пространстве с миром наблюдаемой нами физики. Эта подрывная идея отчётливо противоречит, казалось бы, фундаментальному «принципу запрета Паули.» Но если смотреть чуть иначе, то по сути примерно так же работают системы фазового и частотного уплотнения каналов в наших системах коммуникаций.
И напоследок, о ещё одной в высшей степени загадочной особенности квантового спина – про которую говорить никогда не запрещалось, но до сих пор все говорят по-разному и противоречиво. Хотя концепции квантового спина исполнилось, считай, уже сто лет, у физиков до сих пор нет консенсуса в ответах на следующий «совсем простой» вопрос: Так что же именно там в частице вращается?
Ибо согласно доминирующим и поныне в науке мнениям, «Квантовые частицы вроде электрона не вращаются вообще». Ибо своим вращением они нарушали бы священные догмы и запреты теории.
Ну а поскольку на самом деле частицы, конечно же, вращаются (пусть и непонятно как для теоретиков), придти к всеобщему принятию этого факта придётся через «взлом» или хакинг догм и запретов. О том, как это делается, рассказывает следующий сюжет.
Источники:
- Indubala I. Satija. The Wonder of Quantum Spin: 200 Years of Discovery in the Golden Era of Mathematics and Physics. Oxford University Press, 2024
- Professor Indu Satija home page, Department of Physics and Astronomy, George Mason University
- The Loneliest Whale in the World? By Kieran Mulvaney. Washington Post, 26 Jan 2017
Дополнительное чтение:
Математика Клиффорда в фибрации Хопфа и твисторах Пенроуза: Фундамент Хопфа (2020); Программа Клиффорда как рубеж и перспектива; Тахионный кристалл Клиффорда-Хопфа (2022) Уравнение Эйлера-Арнольда и кварки как инварианты вращения жидкости: Назад к Эйлеру как вперед к Арнольду (2018); Живая материя как дуальность частица-вихрь (2022) Алан Криш и феномен невидимости спин-поляризованных частиц: Словно один сквозь другого (2011) Уравнение Дирака в основах устройства разума и биологии: Асимметрии метаболизма в биофизике частиц (2019); Четыре разума и одна большая память (2023)