Ученые: проблема квантовой физики неразрешима

Математическая задача, лежащая в основе квантовой физики и физики частиц, неразрешима – считают авторы статьи в журнале Nature.

В этой работе авторы показывают, как логический парадокс, лежащий в основе математики и информатики, связан с реальным миром и подрывает основы всей квантовой теории твердого тела.

В 1931 году австрийский математик и логик Курт Гедель показал, что некоторые положения являются неразрешимыми, то есть их невозможно доказать или опровергнуть. В 1936 году британский математик Алан Тьюринг переформулировал теорию Геделя в терминах математических алгоритмов. Он доказал, что существуют неразрешимые алгоритмы, когда вычислительная машина не может решить задачу за конечное время.

Авторы пришли к выводу, что похожий принцип делает некорректным расчет важнейшего параметра материалов — энергетической щели между низшими энергетическими уровнями электронного спектра. Величина этой щели определяет основные свойства материала. Например, охлаждение некоторых материалов ниже критической температуры приводит к исчезновению энергетической щели и они становятся сверхпроводящими.

В своей работе ученые построили теоретическую модель бесконечной 2D кристаллической решетки и показали, что для такой структуры невозможно предсказать величину энергетической щели. Однако реальные материалы всегда имеют конечный размер и их структура может быть рассчитана в определенном приближении за конечное время. Неразрешимость задачи для бесконечной решетки означает, что если мы будем увеличивать число атомов в структуре с известным энергетическим спектром, то ее свойства могут резко измениться при переходе от бесщелевого состояния в состояние с щелью и обратно.

По словам авторов исследования, их подход также применим в физике элементарных частиц. Полученные результаты могут означать, что одна из задач тысячелетия — доказательство теории Янга-Миллса — является неразрешимой проблемой.

Поделиться:
Новости и материалы
Российская модель сделала косплей на совершившую каминг-аут Велму из «Скуби-Ду»
Глава Минсельхоза Патрушев: в 2022 году Россия соберет рекордный урожай зерна
Роб Шнайдер анонсировал сиквел культовой комедии «Животное»
Тренер Петржела призвал Акинфеева перейти из ЦСКА в «Зенит» для завоевания трофея
Медведев: видимо, Запад понял, что может остаться без газа, предельная цена не введена
В Сочи грузовик застрял под «мостом дураков»
В возрасте 61 года умер тренер «Тоттенхэма» Вентроне
В Челябинске создадут аниме-сериал о героях Великой Отечественной войны
Слова Павла Дурова об опасности WhatsApp посчитали борьбой с конкурентом
Появился трейлер второго сезона сериала «Белый лотос»
В Саратове пройдет международный фестиваль «Принцесса цирка»
Памятники солдатам на мемориале в Вильнюсе накроют тканью
Соавторов новой книги Джорджа Мартина обвинили в расизме
ЕС допустил исключения для ряда стран по вопросу потолка цены на нефть из России
Следующий саммит 44 стран Европейского политического сообщества пройдет в Молдавии
Житель Реутова обнаружил мертвую жену обнаженной и связанной
Экс-футболист «МЮ» Канчельскис ответил, когда «Спартак» станет чемпионом России
В Эстонии решили не выгонять российских хоккеистов
Все новости
Найдена ошибка?
Закрыть