Учёные из МФТИ совершили прорыв в теоретической науке

Российские математики, физики и космологи предложили новые соотношения неопределённости Гейзенберга для пространства Минковского и расширенной модели пространства с 1+4 измерениями. Это может изменить наше понимание времени, пространства и материи.
Исследование опубликовано на сайте журнала RENSIT: Radioelectronics, Nanosystems, Information Technologies.
Идея о связи пространства и времени появилась ещё в работах Германа Минковского в 1908 году. Он утверждал, что нельзя наблюдать место без времени и время без места. Минковский назвал точку в пространстве и времени «мировой точкой», а все мировые точки — «миром». Любое тело в пространстве-времени движется по траектории - так называемой "мировой линии". Данная траектория отличается от обычной тем, что в ней учитывается и движение во времени, а не только в трех пространственных измерениях.
Вольфганг Гейзенберг позже сформулировал принцип неопределённости, который стал основой квантовой механики. Но оставались вопросы о том, как расширить эти концепции на более высокие размерности и как они связаны с другими физическими величинами, такими как масса и интервал.
Принцип неопределённости Гейзенберга говорит, что нельзя точно определить пару связанных переменных, таких как положение и импульс частицы.
Российские учёные предложили новые соотношения неопределённости, которые связывают массу и интервал в расширенной модели пространства. Это 5-мерная модель расширенного пространства (МРП), где к трём пространственным координатам и времени добавлена масса как 5-я координата.
В этой модели соотношение между энергией, импульсом и массой — это частный случай теоремы Пифагора в 5-мерном пространстве.
В работе 1+4D модель расширенного пространства основана на предположении, что масса покоя и связанная с ней величина — действие (интервал) — это динамические переменные. Эти величины определяются взаимодействием полей и частиц.
Модель расширенного пространства — это обобщение специальной теории относительности (СТО). В СТО интервал и масса частиц — это инварианты, а в МРП они могут меняться.
На основе этих предположений в МРП построены расширенные уравнения Максвелла, которые описывают электромагнитное и гравитационное взаимодействия. Они похожи на релятивистское обобщение уравнения Шрёдингера в свободном от поля пространстве.
«Наше исследование подчёркивает важность дополнительных измерений в физике и показывает, что традиционные представления о массе и интервале могут быть расширены. Мы надеемся, что это приведёт к новым открытиям в области квантовой механики и теории поля», — говорит Евгений Седельников, доцент кафедры общей физики МФТИ.
В исследовании принцип неопределённости расширяется на дополнительные координаты — интервал и массу, которые раньше считались инвариантными.
Модель расширенного 1+4D пространства создана более 25 лет назад. Дмитрий Ципенюк, доцент кафедры общей физики МФТИ, вспоминает: «После выхода нашей статьи о развитии модели я три раза ходил к академику В. Л. Гинзбургу. Он внимательно слушал меня и помогал разобраться в наших работах».
Если этот подход окажется верным, то это приведёт к большей геометризации физики, чем в теории относительности Эйнштейна. Интересно здесь еще и то, что всю физику в расширенной модели пространства можно понимать как прикладную геометрию.