Trung tâm Vật lý lý thuyết quốc tế trao 4 Huy chương Dirac năm 2023

Lý thuyết dây và Giải thưởng Dirac năm 2023

Các nhà vật lý coi lý thuyết dây là một lý thuyết thống nhất của vật lý, một lý thuyết hợp nhất thuyết tương đối rộng của Einstein (mô tả lực hấp dẫn) và cơ học lượng tử (mô tả các yếu tố cơ bản của vật chất). Điều này được thực hiện bằng cách tưởng tượng lại các mối liên kết cơ bản của vật chất như những chuỗi rung động nhỏ. Giống như các kiểu rung động khác nhau của dây đàn violin tạo ra các nốt nhạc khác nhau, các trạng thái rung động khác nhau của dây cũng tạo ra các hạt cơ bản khác nhau dựa trên cách xác định tính chất của chúng (khối lượng hoặc điện tích), chẳng hạn như electron hoặc neutrino.

Lý thuyết dây có tầm quan trọng lớn trong việc giải quyết một số câu hỏi trong vật lý cơ bản và đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như nghiên cứu lỗ đen, vũ trụ sơ khai và vật chất ngưng tụ. Nó đã cho phép những phát triển lớn trong toán học thuần túy nhờ vào công thức phức tạp và nghiêm ngặt của nó.

Các nhà khoa học đoạt Giải thưởng Dirac năm 2023.

Huy chương Dirac của ICTP được trao để vinh danh Paul Dirac - một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất của thế kỷ XX, đồng thời tôn vinh những đóng góp tiên phong của của các nhà vật lý hàng đầu cho lý thuyết dây nhiễu loạn và không nhiễu loạn, hấp dẫn lượng tử, đặc biệt là các khía cạnh liên quan đến dị thường, nhị nguyên, lỗ đen và hình ảnh 3 chiều. Những người đoạt huy chương năm nay đã có nhiều đóng góp ban đầu để phát triển khung lý thuyết của lý thuyết dây, với mục tiêu thống nhất tất cả các tương tác vật lý, bao gồm cả trọng lực. Công việc của họ đã dẫn đến những hiểu biết sâu sắc và mới về vật lý của các lỗ đen cho đến những đột phá khái niệm lớn thông qua việc thực hiện các nguyên tắc mới của nhị nguyên và hình ảnh 3 chiều.

Những đóng góp của các nhà đoạt huy chương Dirac cho lý thuyết dây

Những đóng góp trên phạm vi rộng mà các nhà đoạt Huy chương Dirac năm nay đã thực hiện cho lý thuyết dây có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của lĩnh vực nghiên cứu vật lý.

Jeffrey Harvey (cùng với Gross, Martinec và Rohm) đã khám phá ra lý thuyết dây dị thể tự nhiên dẫn đến các lý thuyết thống nhất lớn có thể kết hợp mô hình chuẩn của vật lý hạt. Công trình của ông về orbifolds* (với Dixon, Vafa và Witten) đã cung cấp các cấu trúc chính xác trên thế giới của các mô hình như vậy. Ông đi tiên phong trong nghiên cứu về soliton (nút thắt trong tập hợp các đường sức trường) và branes (màng) đã đóng một vai trò quan trọng trong việc khám phá và hiểu biết về các đối xứng nhị nguyên. Công trình của ông về dòng chảy bất thường (cùng với Callan) đã tìm thấy các ứng dụng quan trọng trong vật lý vật chất ngưng tụ.

Igor Klebanov (cùng với Gubser và Polyakov) đã phát triển một định nghĩa chính xác cho sự tương ứng thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử. Ông đã xây dựng các ví dụ về kép hấp dẫn 3 chiều của các lý thuyết đo hạn chế (cùng với Strassler) ứng dụng trong việc xây dựng các mô hình.

Stephen Shenker và Leonard Susskind (cùng với Banks và Fischler) đã phát triển công thức không nhiễu loạn đầu tiên của lý thuyết M và lý thuyết dây bằng cách cung cấp một quy trình giới hạn mô tả ma trận S.

Những đóng góp có ảnh hưởng khác của Shenker bao gồm: phân tích cấu trúc pha của các lý thuyết đo mạng tinh thể (với Fradkin), phân loại các lý thuyết trường phù hợp 2 chiều đơn nhất (với Friedan và Qiu), công thức đồng biến của lý thuyết siêu dây (với Friedan và Martinec), các công thức không nhiễu loạn của lý thuyết dây ở chiều thấp (với Douglas) và các kết nối mới giữa hỗn loạn và lỗ đen (với Saad và Stanford).

Susskind là một trong những người đầu tiên nhận ra rằng, các mô hình kép có thể được giải thích dưới dạng chuỗi. Những đóng góp có ảnh hưởng khác của ông bao gồm: công trình về lý thuyết đo mạng tinh thể Hamilton (với Kogut), baryogenesis và technicolor (với Dimopoulos), hình 3 chiều và mối liên hệ giữa lý thuyết phức tạp và lỗ đen.

Mai Văn Thuỷ