Тайная жизнь частиц: как Габриэле Венециано разработал теорию струн

Слышали что-нибудь про мультивселенные? Многие современные писатели и режиссеры, создавая новые миры, вдохновились именно теорией струн. Ее разработал итальянский физик Габриэле Венециано. И хоть теория по-прежнему не доказана, она теоретически объясняет законы квантовой механики и теории относительности. И впервые соединяет их воедино!

Наука ради науки: первые шаги Габриэле Венециано

Габриэле Венециано появился на свет в 1942 году во Флоренции, Италия. Он учился в местном Научном лицее Леонардо да Винчи и полюбил физику и математику только благодаря учителям. По окончании школы Габриэле был на распутье. Хоть он не знал, чем хотел заниматься, будущий ученый все-таки не побоялся продолжить путь точных наук.

В 1960 году он поступил в местный университет и уже через пять лет защитил диссертацию под руководством Рауля Гатто. Профессор высоко оценил его исследования. Он пригласил юношу продолжить работу в лаборатории вместе с другими молодыми теоретиками.

Вскоре Габриэле получил стипендию фонда Анджело делла Ричча и продолжил обучение в Научном институте Вейцмана в Израиле. Город Реховот так понравился физику, что на следующий год он перевез туда новоиспеченную жену Эди Пасифику.

Габриэле защитил докторскую степень уже в 1967 году. В основе диссертации лежали опыты, которые он провел совместно со своим научным руководителем Гектором Рубинштейном и другими учеными: флорентийским профессором Марком Адемоллом и физиком Мигелем Вирасоро.

Открытие амплитуды Венециано и развитие теории струн

В 1968 году Габриэле пригласили присоединиться к Центру теоретической физики, который был создан при Массачусетском технологическом институте в Бостоне. Но спешить туда Венециано не стал: перед ним открылась возможность поучаствовать в работе ЦЕРН. Позже ученый стал «летним» посетителем теоретического отдела и остался там вплоть до 1972 года.

Именно в ЦЕРН Габриэле Венециано впервые открыл амплитуду, позже названную его именем. Он вычислил вероятность рассеяния адронов — составных частиц, подверженных сильному взаимодействию. Позже открытие легло в основу струнной теории. Работа широко обсуждалась на Венской конференции в том же 1968 году. Это ощущалось в воздухе: наука стояла на пороге великих открытий!

Это дало толчок новым исследованиям. Габриэле стремился объяснить ту мощную силу, которая появлялась при столкновении четырех адронов. Был небольшой нюанс: массы и спины располагались на прямых линиях. Тогда ученый предположил, что на самом деле частицы были не точками, как считали физики, а совсем крошечными колеблющимися струнами. При этом разный тип колебаний воспринимался человеком как разные частицы.

Преподавательская деятельность Габриэля Венециано

До 1980-х годов теория струн ушла в тень, и Габриэле Венециано посвятил себя работе со студентами. Он читал лекции в Массачусетском университете и параллельно проводил эксперименты в местной лаборатории. Физик создал модели двойного резонанса, описывая взаимодействия частиц и особенности струн.

В 1972 году он вернулся в Институт Вейцмана и вступил на должность профессора. Последующие несколько лет ученый также работал в ЦЕРН и занимался квантовой хромодинамикой. Венециано получил новые данные о превращении нейтрона. По воспоминаниям Габриэле, он всегда занимался вещами, которые не были интересны научному сообществу. Однако позже именно они вошли в «золотое десятилетие» в физике элементарных частиц.

В 1991 году теория струн вновь потрясла мир. Все потому, что физик выдвинул теорию о влиянии струн на эволюцию Вселенной. По его словам, именно колебании волн привели к Большому взрыву.

В период с 1994 по 1997 год Венециано занимал пост директора Теоретического отдела ЦЕРН. Сегодня он руководит кафедрой элементарных частиц, гравитации и космологии в парижском Коллеж де Франс, преподает в Нью-Йоркском университете и в Тель-Авивском университете, а также читает лекции образовательных учреждениях по всему миру.