Глава 494. Смертельный недостаток в статье •
Окончание доклада не означает, что конференция закончилась.
Для докладов о достижениях в области естественных наук, таких как математическая физика, настоящим испытанием является сессия вопросов и ответов.
Для многих исследователей представление доклада на конференции вызывает волнение, а отвечать на вопросы еще сложнее.
Потому что докладчику приходится не только отвечать на вопросы всех присутствующих, но и иногда эти вопросы представляют собой притворно скромные пространные рассуждения, бессвязные самоотчеты и неприкрытое хвастовство знаниями.
Проще говоря, во время сессии вопросов и ответов можно столкнуться с любителями покрасоваться.
Конечно, на докладе Сюй Чуаня такая ситуация невозможна.
Ведь если говорить о притворстве... кхм, о высшем пилотаже, кто может сравниться с ним на его докладе?
Когда аплодисменты в зале немного стихли, Сюй Чуань вернулся за трибуну, взял микрофон и снова заговорил:
"Доклад о единой структуре системы сильно коррелированных электронов на этом завершен. Если у вас есть вопросы, пожалуйста, задавайте их, я сделаю все возможное, чтобы ответить".
Для системы сильно коррелированных электронов, для физического мира, наиболее важным является введение концепции размерного пространства и соответствующих математических методов во всей статье.
Если вы сможете овладеть этими вещами, то понять эту статью не составит труда.
Как только Сюй Чуань закончил говорить, в зале поднялся лес рук.
Начиная с первого ряда, Сюй Чуань начал отвечать на вопросы.
На таких докладах выбор, естественно, остается за докладчиком.
Первым задал вопрос Франк Вильчек, лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года, занимающийся исследованиями в области физики конденсированного состояния, астрофизики и физики элементарных частиц.
Этот мэтр задал два вопроса, связанных с методами вычисления низкоразмерной математической теории, и, получив от Сюй Чуаня исчерпывающие ответы, сел на место.
Сразу за ним последовал Майкл Костерлиц.
Этот лауреат Нобелевской премии по физике 2016 года специализируется в основном на теории конденсированного состояния и одномерной/двумерной физике.
Когда Сюй Чуань жестом предложил ему задать вопрос, Костерлиц быстро встал, взял у сотрудника микрофон и с некоторым волнением и ожиданием сказал:
"Когда в топологические квантовые материалы вводятся корреляционные взаимодействия между электронами, в системе возникают сложные новые упорядоченные фазы, но как объяснить это математически, до сих пор остается загадкой".
"Как профессор Сюй видит эту проблему, и есть ли для нее строгая модель и аналитическое решение?"
Как ученый, изучающий топологические фазовые переходы и топологические фазы вещества, он всегда искал способ объединить топологические фазовые переходы и систему сильно коррелированных электронов.
Но, к сожалению, даже несмотря на то, что он мог исходить из математики и использовать топологию для изучения топологических фазовых переходов и топологических фаз физических материалов, ему так и не удалось найти подходящий путь.
И теперь, в молодом ученом на сцене, он увидел надежду на прорыв.
Конечно, он не знал, что путь, к которому он стремился и на который надеялся, уже был проложен.
На трибуне, услышав этот вопрос, Сюй Чуань сразу понял, что задумал собеседник.
Создать единую теорию топологических фазовых переходов и сильно коррелированных систем, а затем углубиться в изучение топологических квантовых материалов.
Это то, над чем он сам работал еще несколько дней назад, и он не ожидал, что сегодня кто-то подумает о том же.
Поразмыслив, Сюй Чуань сказал: "Это одна из нерешенных проблем в сильно коррелированных системах. Унификация сильно коррелированных систем и топологических состояний вещества".
"Теоретически, можно унифицировать топологические состояния вещества в рамках системы сильно коррелированных электронов, но я не углублялся в эту область. Возможно, вам стоит рассмотреть нетривиальный многозонный квантово-геометрический метод с гибридизованными смешанными орбитальными характеристиками".
"Этот путь уже продемонстрировал множество физических явлений, и его можно объяснить математическими методами, возможно, его можно расширить и развить".
Хотя он уже завершил эту теорию, он не мог сказать об этом прямо, и не мог взять свою статью и объяснить ее.
В конце концов, топологические квантовые материалы связаны с исследованиями квантовых компьютеров, и их важность довольно высока.
Но на докладе коллеги-ученые, сидящие в зале, уже задали вопрос, и он не мог не высказать никаких идей.
Увидев это, Сюй Чуань пропустил его и продолжил отвечать на вопросы.
А сразу за ним встал председатель ЦЕРНа, профессор Дэвид Гросс.
Как и Франк Вильчек, он также является лауреатом Нобелевской премии по физике 2004 года. И, формально говоря, этот мэтр - предок Сюй Чуаня.
Потому что он был наставником Уиттена и, теоретически, находится на одном уровне с Александром Гротендиком.
Конечно, если говорить о влиянии в своих областях, то Гросс, конечно, не может сравниться с Гротендиком. Ведь последнего называют основоположником современной алгебраической геометрии и величайшим математиком 20-го века.
Но достижения профессора Гросса не низки, можно даже сказать, что очень высоки.
Он является создателем "теории гибридных струн", основоположником асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий, одним из главных основателей квантовой хромодинамики и общепризнанным лидером современной физики.
В современном физическом мире его статус не позволяет претендовать на место в тройке лучших, но побороться за место в пятерке лучших - вполне реально.
На этот раз он приехал, с одной стороны, потому, что единая рамочная теория сильно коррелированных электронных систем действительно входит в сферу его исследований.
С другой стороны, он готовился к встрече с Сюй Чуанем для обсуждения сотрудничества ЦЕРНа и Китая в строительстве Большого адронного коллайдера.
Хотя в ЦЕРНе все еще ведутся споры о том, стоит ли продолжать строительство адронного коллайдера высокой светимости LC-LHC, надежды на это, вероятно, мало.
С подъемом Китая упадок США и ЕС неизбежен.
В период экономического спада важность таких базовых научных установок, как Большой адронный коллайдер, которые требуют огромных затрат, чрезвычайно сложны в обслуживании и требуют огромных средств, становится не столь высокой.
Конечно, сегодня на докладе его вопрос, безусловно, не будет связан с коллайдером, а будет касаться только системы сильно коррелированных электронов.
В конце концов, это негласное правило докладов, а также необходимое уважение и этикет по отношению к докладчику.
Встав, профессор Гросс обдумал и сформулировал свои слова, а затем сказал: "На тридцать первой странице статьи я заметил предложенный вами эффект топологического изолятора, образованный эффектом сильно коррелированных электронов в двумерном состоянии".
"В этом исследовании впервые предложена минимальная непрерывная модель фазы экситонов p+ip и предложена новая топологическая инвариантная величина, а именно киральное число Черна, для описания топологических свойств этой системы".
"Но в двумерной минимальной двухкомпонентной модели, хотя традиционное число Черна топологической экситонной изолирующей фазы равно нулю, она имеет киральное число Черна, равное одной второй. Может ли докладчик объяснить этот момент?"
Услышав это, Сюй Чуань опустил голову и перелистал статью: "Тридцать первая страница?"
"Проще говоря, этот новый топологический изолятор образуется в результате конденсации экситонов волновой функции p+ip, механизм которой аналогичен конденсации куперовских пар p+ip, приводящей к знаменитому топологическому сверхпроводнику".
"А в вихре топологического сверхпроводника будут майорановские фермионы, а в вихре топологического экситонного изолятора будут квазичастицы с зарядом 1/2. Но в отличие от топологического сверхпроводника p+ip и изолятора Черна, традиционное число Черна этого нового топологического экситонного изолятора равно нулю, поэтому его топологические свойства описываются новым "киральным числом Черна", предложенным исследовательской группой".
"Кроме того, конденсация экситонов p+ip также приведет к спонтанной намагниченности в плоскости и нарушению симметрии обращения времени".
Сюй Чуань не успел договорить, как профессор Дэвид Гросс прервал его.
"Это я знаю, я хочу знать, как вы определили, что сильное электрон-электронное взаимодействие создает канал рассеяния с симметрией p-волны".
"Если я не ошибаюсь, эта часть теории связана с малыми поляронами в системе сильного электрон-фононного взаимодействия, но это до сих пор остается нерешенной проблемой".
Стоя внизу, Дэвид Гросс посмотрел на молодого человека на трибуне и медленно произнес свой вопрос.
Его голос был негромким, но прозвучал как гром среди ясного неба во всем зале, привлекая внимание всех присутствующих.
Услышав вопрос своего наставника, Эдвард Уиттен мгновенно сфокусировал свои темно-зеленые зрачки, и его дыхание участилось.
Это был недостаток, который он не заметил, и, вероятно, мало кто во всем физическом мире обратил внимание на эту чрезвычайно тонкую ключевую деталь.
А сидевший рядом профессор Майкл Костерлиц, только что задавший вопрос, внезапно замер, затем быстро наклонился и достал из рюкзака, лежавшего у края стула, статью, найдя тридцать первую страницу.
Глядя на теорию и математические формулы в статье, он быстро вычислял в уме.
Проблема малых поляронов в системе сильного электрон-фононного взаимодействия - это проблема в системе сильного взаимодействия. Она широко и глубоко изучалась в 1960-1980-х годах.
Но с последующим открытием высокотемпературных сверхпроводников и других систем с сильной электрон-электронной связью, исследования в этой области перестали быть мейнстримом. И не было создано единой теоретической картины для решения этой проблемы.
Он не ожидал найти эту глубоко скрытую деталь в этой статье.
И теперь, для профессора Сюй, это, возможно, станет "смертельным" недостатком в единой структуре системы сильно коррелированных электронов.