Cuộc cách mạng toàn ảnh

by , under Uncategorized

CUỘC CÁCH MẠNG TOÀN ẢNH

THE HOLOGRAPHIC REVOLUTION

Toàn ảnh, lỗ đen, lý thuyết dây và độ nhớt quark-gluon plasma

 

Thông tin không phải chỉ là cái mà qua đó chúng ta học về thế giới. Nó có thể là cái tạo ra thế giới.

John Wheeler, 1998

***

Hỏi: Có phải chúng ta đang sống trong một thời đại cách mạng của vật lý hay không?

Đáp:

Chúng ta đang sống trong một thời kỳ hào hứng. Chúng ta đã hiểu các tính chất của các thăng giáng vũ trụ ban sơ, chúng ta đang kiểm tra bằng thực nghiệm cơ chế phá vỡ đối xứng điện yếu, chúng ta đang gom lại các tính chất của vật chất tối. Trên mặt trận lý thuyết, chúng ta đang phát hiện ra những tính chất thú vị của lý thuyết trường lượng tử. Chúng ta có hành vi mới nổi một cách đáng ngạc nhiên. Chúng ta đang hiểu các khía cạnh của hấp dẫn lượng tử.

Einstein đã thấy rằng thuyết Newton và thuyết tương đối không nhất quán nhau. Ông đã mất khoảng 10 năm để đưa ra một giải pháp nhất quán giúp khắc phục mâu thuẫn này. Sau đó, các thí nghiệm đã được thực hiện để kiểm tra lý thuyết của ông với độ chính xác ấn tượng. Tôi nghĩ ngày nay chúng ta cố gắng giải quyết một mâu thuẫn tương tự, và mặc dù không có thí nghiệm để dẫn dắt, nhưng chúng ta hy vọng rằng chúng ta sẽ tìm ra giải pháp, một lý thuyết đúng đắn để mô tả tự nhiên. Tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong 30 năm qua, nhưng vẫn còn rất nhiều việc phải làm.

Juan Maldacena, 2013

Juan Maldacena portrait.

Juan Maldacena, và ảnh đối ngẫu của mình được tạo ra có tính tượng trưng

Ảnh của Sasha Maslov trong Quanta magazine, 29/10/ 2020

 

“Bạn có thể tạo ra vũ trụ trong cái chai”

Juan Maldacena

 

Lời nói đầu. Trong vài thập kỷ qua, từ những năm 1990 của thế kỷ trước, nhưng không phải chỉ từ đó, mà có nguồn gốc sâu xa hơn từ những nghiên cứu lỗ đen của Bekenstein và Hawking, hay từ khi nhà vật lý Mỹ John Archibald Wheeler trong những năm sau Thế chiến II đưa ra nhiều khái niệm, và đặt nhiều câu hỏi làm động cơ motivation cho nghiên cứu làm sống lại thuyết tương đối rộng của Einstein, vật lý lý thuyết đã có nhiều tiến bộ đáng phấn khởi, làm nền tảng cho sự phát triển sắp tới. Một trong những tiến bộ đó là Nguyên lý toàn ảnh (Holographic Principle) có nhiều ứng dụng ngoạn mục trong vật lý lý thuyết, đẩy những nghiên cứu đi xa một bước quan trọng, mà một trong những nhà vật lý tài năng tham gia vào đó là GS Đàm Thanh Sơn của Việt Nam. Dưới đây, tôi xin ghi lại một số ý tưởng chính của cái tôi tạm gọi là Cuộc cách mạng toàn ảnh, để giới thiệu với bạn đọc trẻ Việt Nam. Tôi đã cố gắng từ nhiều năm trước, khi viết bài Dẫn nhập cho quyển sách Tại sao lý thuyết dây của Joseph Conlon, Nxb Trẻ. Nay xem lại, bổ sung, tu chỉnh cho tốt hơn, nhưng cũng ở mức độ “intuitive”, cố sao để người đọc linh cảm được thế nào là cuộc cách mạng đó và ảnh hưởng của nó. Mong cộng đồng vật lý sẽ tiếp sức có những bài viết hay hơn làm cho bức tranh sáng tỏ hơn nữa. Tôi hy vọng, với bài viết này, bạn đọc có thể hiểu biết dễ dàng hơn khi đọc một bài báo khác về chủ đề liên quan.

Nguyễn Xuân Xanh

[1]

Khi Jacob Bekenstein và Stephen Hawking trong thập niên 1970 khám phá rằng các bit thông tin chứa trong lỗ đen không hề tỷ lệ với thể tích như thông lệ, mà với diện tích của nó, nghĩa là chúng được phân bổ bên trên bề mặt của lỗ đen, thì điều đó cho thấy các độ tự do (degrees of freedom, cái tương ứng với entropy) trong trường hấp lực tỉ lệ với diện tích, khác với những trường hợp không có hấp lực thì tỉ lệ với thể tích. Điều đó có nghĩa là lỗ đen tuân thủ một quy luật, nguyên lý toàn ảnh (holographic principle, ‘t Hooft 93, Susskind 94).

Nhưng đó chỉ là một ý tưởng. Phải đợi cho đến khi nhà vật lý lý thuyết trẻ gốc Argentina Juan Maldacena xuất hiện. Năm 1997, Maldacena, lúc đó mới 29 tuổi ở Đại học Harvard, trong bài báo có tên The Large N limit of Superconformal Field Theories and Supergravity[1], đã công bố một conjecture mạnh mẽ: Vật lý được mô tả bởi một loại nhất định của thuyết siêu dây trong một vùng không-thời gian n-chiều là tương đương với vật lý được mô tả bằng một thuyết trường lượng tử siêu đối xứng tại vùng biên (boundary) (n-1) chiều của nó. Kết quả này lập tức khuấy động sự kích thích trong cộng đồng lý thuyết dây. Nó nói rằng, một thuyết siêu dây, cái chứa đựng ngầm hấp dẫn lượng tử, là tương đương (hay còn gọi là đối ngẫu) với thuyết thuyết trường lượng tử siêu đối xứng trong một vùng hậu cảnh cố định của không-thời gian, cái không chứa hấp dẫn. Tiếp theo đó, Ed Witten chứng minh rằng một lỗ đen trong một vùng không-thời gian của thuyết siêu dây là tương đương với một nồi “súp” nóng các hạt cơ bản, như gluon, trên bề mặt.

Đọc bài báo của Witten, Leonard Susskind liền hiểu rằng cuộc “chiến tranh lỗ đen”, hay “nghịch lý thông tin lỗ đen” đã tìm thấy sự thắng lợi cho ông. Susskind viết:

Thuyết trường lượng tử là một trường hợp đặc biệt của Cơ học lượng tử, và thông tin (information) trong cơ học lượng tử không bao giờ bị phá hủy. Dù Maldacena và Witten làm cái gì đi nữa, họ đã chứng minh, vượt khỏi mọi nghi ngờ, rằng thông tin sẽ không bao giờ bị mất đi đằng sau chân trời lỗ đen. Các nhà lý thuyết dây hiểu điều này ngay lập tức; những nhà thuyết tương đối cần phải lâu hơn. Nhưng cuộc chiến đã giải quyết xong.[2]

Mọi thông tin khi được đưa vào bên trong lỗ đen có thể được tìm thấy lại từ sự mô tả thuyết trường lượng tử đối ngẫu, sẽ bị hao mòn qua bức xạ Hawking, nhưng không phải bị mất đi. Điều này cũng trả lời John Wheeler, người đầu tiên đã đặt câu hỏi trong một thí nghiệm ý tưởng của ông: Nếu tôi ném một tách cà phê vào lỗ đen, thì thông tin đó đi về đâu?

A Brief History Of Stephen Hawking's Time In Advertising | The Drum Leonard Susskind | The Theoretical Minimum

Stephen Hawking và Leonard Susskind, từng có cuộc tranh luận kéo dài về thông tin trong lỗ đen mất hay còn

Áp dụng các thủ thuật của Lý thuyết dây và D-branes của Joe Polchinski, Maldacena khám phá một loại mô tả toàn ảnh hoàn toàn hiển hiện (explicit) của một thế giới, tuy chưa phải là thế giới của chúng ta hoàn toàn, nhưng tương tự, gọi là không gian anti-de Sitter (AdS), đối ngẫu (dual) với các lý thuyết trường phù hợp (conformal field theories, CFT) là các lý thuyết trường lượng tử diễn ra trên bề mặt của không gian AdS. Hai mô tả đó là hoàn toàn tương đương nhau. Maldacena đã làm cho Nguyên lý toàn ảnh hoàn toàn thuyết phục là đúng đắn.[3] Cùng với bài báo của Ed Witten sau đó có tên “Anti-de Sitter Space and Holography”, như Susskind nói, Nguyên lý toàn ảnh đã hoàn toàn trưởng thành như một trong những viên đá nền tảng của vật lý lý thuyết. Phép đối ngẫu đó còn được gọi là đối ngẫu gauge/gravity (chuẩn/hấp dẫn).

Willem de Sitter là một nhà vật lý và toán học Hà Lan. Năm 1917 ông đã giải phương trình trường hấp dẫn Einstein cho một mô hình vũ trụ không có vật chất trong đó không-thời gian tăng theo hàm mũ (exponential). Vũ trụ như thế có độ cong dương (các góc của một tam giá vẻ trên đó có tổng lớn hơn 180º. Trong khi đó, không gian anti-de-Sitter là ngược lại, có độ cong không-thời gian âm, và tổng số các góc của tam giác là nhỏ hơn 180º.

Hai không gian trong công trình của Maldacena, vùng nội và biên, được gọi là ‘đối ngẫu’ (dual) của nhau. Sử dụng nguyên lý này, thuyết hấp dẫn lượng tử (quantum gravity) trong vùng nội là hoàn toàn tương đương với một lý thuyết hạt lượng tử bình thường sống trên vùng biên (Maldacena, The Illusion of Gravity, Ảo giác của Hấp dẫn, 2005). Nguyên lý Maldacena cho phép quy một số độ lớn trong lý thuyết trường về các độ lớn trong không gian của hấp lực. Điều này đem lại rất nhiều lợi ích về mặt tính toán một cách ngạc nhiên.

Đối ngẫu, hay sự tương ứng, có nghĩa rằng cả hai là tương đương nhau. Cho nên, nếu vũ trụ là một thực thể giới hạn, thì các quá trình vật lý diễn ra trên bề mặt của nó tương đương với những gì diễn ra trong lòng thể tích nó! Bài toán trong lòng thể tích được chuyển sang bài toán trên bề mặt của nó, với ít thông số hơn. Và ngược lại. Tùy theo, ta có cái gì thuận lợi ở một vùng để suy ra cái bất thuận lợi chưa biết ở vùng đối ngẫu. Đàm Thanh Sơn cho rằng Maldacena đã “cách mạng hóa sự hiểu biết về thuyết trường lượng tử liên kết mạnh bằng cách đưa ra một thí dụ cụ thể của hai thuyết tưởng chừng không liên hệ với nhau, nhưng thực tế đều mô tả cùng một hệ thống. Một trong những lý thuyết này sống trong vùng không-thời gian bốn-chiều quen thuộc và giống với QCD (lực mạnh); thuyết kia là một loại thuyết dây sống trên không gian 10-chiều. Mối liên hệ giữa hai lý thuyết xuất phát từ sự thật là thuyết giống-QCD sống trên “membrance” nằm tại một không gian nhiều-chiều hơn”, và “conjecture của Maldacena cho phép chúng ta tính toán các observables (đại lượng quan sát được) trong chế độ liên kết mạnh nơi không có phương pháp nào trước đây thành công cả.”[4]

Một thuyết siêu đối xứng Yang-Mills, thuyết mô tả hành vi của các hạt hạ nguyên tử trong không gian bốn chiều, theo đó đối ngẫu, hay tương đương về toán học, với một thuyết dây nào đó trong không gian mười chiều. Cũng có sự đối ngẫu giữa các thuyết dây khác nhau trong không gian mười chiều. Cũng như trong phương trình Maxwell, có sự đối ngẫu giữa trường điện và trường từ. Sự hoán đỗi hai trường đó không làm thay đổi phương trình Maxwell. Nhưng đối ngẫu của Maldacena diễn ra trong những không gian có số chiều khác nhau, tương đương nhau như vừa nói. Đó là điều rất đáng kinh ngạc, và có nhiều hệ quả sâu sắc. Có những mối liên quan sâu sắc và bất ngờ giữa lực hấp dẫn và lực hạt nhân được xác định trên những vùng không gian có chiều hoàn toàn khác nhau. Điều đó cho thấy thuyết dây có mối liên hệ sâu sắc vào vật lý các lực hạt nhân. Các nhà vật lý có lẽ phải học thêm thuyết dây trong mười chiều để hiểu thêm lực hạt nhân trong bốn chiều.

Nguyên lý toàn ảnh có thể có gây ra một cuộc “khủng hoảng về bản sắc”, crisis of identity. Chúng ta có thể chỉ là bóng của những cái “chúng ta thật” ở thế giới mười chiều nào đó. Những gì chúng ta trải nghiệm ở thế gian này là bóng của cùng những trải nghiệm “thật” ở thế giới mười hay mười một chiều. Khi chúng ta đi trong thế giới này, thì cái chúng ta thật cũng đi trong thế giới kia.[5] Chúng ta chỉ là ảo ảnh, là hologram (ảnh toàn ký) của một thế giới khác chăng?

The Illusion of Gravity

Tạp chí Scientific American với tiêu đề The illusion of Gravity, số tháng 11, 2005, với bài nền của Juan Maldacena, với ảnh của chú hề cùng với hologram của anh ta bên cạnh để minh họa.

Nguyên lý toàn ảnh, hay là sự tương đương giữa bề mặt và không gian bên trong. Những sự kiện vật lý ở bề mặt có thể tái tạo tất cả mọi thứ diễn ra bên trong thể tích của không gian. (Jen Christensen & George Musser)

Chú ý. Một tấm ảnh, chẳng hạn, hay màng hình chiếc máy TV, truyền ảnh làm cho người xem cảm tưởng thấy ảnh gốc 3-chiều ngoài đời thường, nhưng những thông tin trên đó không đủ để khôi phục hình ảnh 3D thực. Ngược lại, một hologram, bức tranh toàn ảnh, chứa đủ thông tin để làm điều đó. Đó là điều khác biệt căn bản. Một hologram là một ảnh 2-chiều nhưng nó có đủ thông tin của cảnh tượng 3-chiều mà nó mô tả.

Bài báo cách mạng của Maldacena, chỉ ba tháng sau ý tưởng của ông đã được lần lượt các tác giả Steven Gubser, Igor Klebanov và Alexander Polyakov, và đặc biệt Edward Witten, nhà vật lý duy nhất được trao tặng giải Fields, người khổng lồ và ‘thuyền trưởng’ của lý thuyết dây, tiếp tục phát triển thành cả một quyển “từ điển” những tính toán chính xác của các mối tương ứng đối ngẫu giữa hai vũ trụ, giúp thúc đẩy mạnh mẽ ý tưởng của Maldacena. Từ đây, bí mật tại sao lỗ đen của Stephen Hawking lại có nhiệt độ được hiểu. Nhiệt độ là kết quả của các chuyển động va chạm của các hạt (Xem ảnh minh họa dưới đây). Lý thuyết toàn ảnh đã chỉ ra rằng một lỗ đen tương đương với một đám hạt tương tác nhau trên bề mặt ranh giới của không-thời gian của lỗ đen (The Illusion).

Bài của Maldacena chỉ 3 năm sau đạt tới con số 7.000 trích dẫn, và đến năm 2015 đạt tới con số 15.000, cao nhất trong lãnh vực năng lượng cao, vượt xa bài báo của Steve Weinberg về lực điện-yếu của năm nào. (Nay đã đạt đến con số kỷ lục 22.000)

Minh họa nguyên lý toàn ảnh của Maldacena. Lỗ đen tương ứng với một tập hợp hạt tương tác mạnh với nhau trên bề mặt của không-thời gian, điều có thể cắt nghĩa hiện tượng nhiệt của lỗ đen. (The Illusion of Gravity)

“Một bài học quan trọng người ta có thể rút ra từ tiên đoán toàn ảnh là hấp dẫn lượng tử (quantum gravity), vấn đề đã làm đau đầu một số nhà khoa học giỏi nhất trên hành tinh từ nhiều thập kỷ, có thể là rất đơn giản nếu nhìn bằng những biến số đúng. Chúng ta hãy hy vọng sẽ nhanh chóng tìm thấy một sự mô tả đơn giản cho big bang!”, Maldacena viết (Trong The Illusion)

[2]

MỘT ỨNG DỤNG ĐỘC ĐÁO

Đàm Thanh Sơn và các đồng sự (P.H. Kovtun, và A.O. Starinets) đã sử dụng phép đối ngẫu trên để có những kết quả bất ngờ. Qua sự gặp gỡ với bạn học cũ Andrei Starinets trước đây tại Đại học Lomonosov, Nga, Sơn đã nhìn thấy các phương trình quark-gluon trong context lý thuyết dây và phép tương đương AdS/CFT của Maldacena. Quark-gluon plasma (QGP) là một “nồi súp” hạt cơ bản cực nóng được tin là hình thành ngay sau big bang, chỉ tồn tại trong giây lát rồi nguội đi và biến thành các hạt vật chất. Đó là một ngành mới mà Sơn lúc đó đang nghiên cứu.

Quark là các hạt cơ bản của vật chất, và gluon là các hạt truyền lực mạnh (QCD) để giữ quark lại trong các hạt chứa chúng như proton, neutron. Lực mạnh có tính chất rất đặc thù: các hạt càng gần nhau thì tác dụng của lực gần như bằng không, và chúng vì thế như được tự do; trong khi chúng càng xa nhau thì cường độ lực mạnh tác động càng lớn để giữ chúng lại. Khi nhiệt độ vũ trụ hạ xuống, hai loại hạt này kết hợp nhau làm thành các neutron, proton với 3 hạt quark, như những viên đá đầu tiên làm thành vật chất và chúng ta.[6]

Dam Thanh Son | Perimeter Institute

Đàm Thanh Sơn (Perimeter Institute)

Đàm Thanh Sơn và các đồng sự đã sử dụng chiều ngược lại của nguyên lý toàn ảnh: lấy những tính chất đã biết của lỗ đen trong một không-thời gian nội 5 chiều với dây và lực hấp dẫn để suy ra sự vận hành của một hệ thống quark và gluon trong không-thời gian 4 chiều của chúng ta không có dây hay hấp lực (Maldacena, Merali, và Wikipedia/ String theory). Qua đó, “chúng tôi đảo ngược tính toán để đem lại cho chúng tôi một trị số độ nhớt trượt (shear viscosity) của plasma … Một người bạn của tôi trong ngành vật lý hạt nhân nói đùa rằng, báo cáo chúng tôi là công trình đầu tiên hữu ích xuất phát từ lý thuyết dây”, Sơn nói (Merali). Kết quả của họ cho thấy độ nhớt tìm thấy của plasma quark-gluon là xấp xỉ một trị số phổ quát vô cùng nhỏ, tỷ lệ với hằng số Planck. Lợi điểm: Các tính toán khó khăn trên vùng biên, nơi tương tác lớn của thuyết sắc động học (QCD), tức lực mạnh, giữa các quark và gluon, được chuyển sang tính toán ở vùng nội nơi tương tác nhỏ. Ở đây, đối ngẫu của trường lượng tử nóng trên vùng biên, hay plasma quark-gluon, lại là lỗ đen trong vùng nội. Theo Đ.T. Sơn, có thể viết: Plasma quark-gluon = Lỗ đen (trong không gian AdS). Kết quả của độ nhớt trượt này đúng cho một “lớp lớn các thuyết trường lượng tử mà sự mô tả đối ngẫu của chúng liên quan đến lỗ đen trong không gian anti-de Sitter. Chúng tôi cung cấp chứng minh rằng trị số này có thể dùng làm giới hạn dưới cho một lớp rộng của các hệ thống, do đó gợi ra rằng chân trời lỗ đen là đối ngẫu của các chất lỏng lý tưởng nhất.” (Trích dẫn [4])

Độ nhớt, đặc trưng của mỗi loại chất lỏng, là một thông số căn bản của quả cầu lửa quark-gluon. Khi một chất lỏng chảy, như nước, mật rỉ đường, hay quark-gluon plasma, mỗi lớp của chất lỏng tác động một lực kéo lên các lớp chảy phía trên và phía dưới. Lực kéo này được gọi là độ nhớt trượt. Sơn và đồng sự tìm thấy độ nhớt của lỗ đen cực kỳ nhỏ. Từ đó suy ra plasma quark-gluon cũng có độ nhớt rất nhỏ. Thực tế nó còn thấp hơn độ nhớt của nước, và cả độ nhớt của helium siêu lỏng, cho nên rất đặc biệt.

Cuộc khám phá của Sơn và các đồng sự được kể lại với nhiều chi tiết hơn trong sách Tại sao lý thuyết dây của tác giả Joseph Conlon:

Thực nghiệm đã xác nhận kết quả lý thuyết của Sơn và các đồng sự. Năm 2005, RHIC (Máy gia tốc của Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven) tin là đã tìm ra plasma này đầu tiên, plasma mà các nhà vật lý lý thuyết đã tiên đoán tồn tại ngắn ngủi sau big bang và được săn lùng từ nhiều năm. Tại RHIC nó được tin rằng đã tồn tại ở nhiệt độ nóng 150.000 lần nhiệt độ của tâm mặt trời, chỉ trong khoảnh khắc 10-23 giây, và rất đặc. Trong trạng thái này, các nhà khoa học của RHIC nhận thấy các quark và gluon tương tác nhau mạnh hơn là người ta chờ đợi, và chảy với một độ nhớt rất nhỏ, nhỏ hơn độ nhớt của nước, giống như một “chất lỏng gần hoàn hảo” hơn là giống khí. Kết quả này phù hợp với kết quả tiên đoán của Sơn và các đồng sự. Kết quả này đi ngược lại kết quả được tiên tính toán bằng phương pháp nhiễu loạn trong thuyết trường lượng tử. Plasma quark-gluon vốn có hằng số tương tác (coupling constant) lớn, đó là lý do khiến phương pháp nhiểu loạn của thuyết trường lượng tử không hiệu quả. “Đây là những kết quả định lượng rất mạnh mẽ, và chúng vẫn còn đứng vững đến hôm nay như là những kết quả tốt nhất đạt được từ một công trình nhằm liên hệ lý thuyết dây với thực nghiệm”, Steven Gubser, một nhà lý thuyết dây ở Đại học Princeton tuyên bố (Merali). Brian Greene, một trong những nhà vật lý dây hàng đầu, bày tỏ sự ngưỡng mộ cao độ đối với kết quả này của Sơn và đồng sự, gọi nó là “cực kỳ ấn tượng”, và xem những diễn tiến thế này là những tiến bộ “hào hứng nhất” từ những thập niên qua.

Maldacena cũng nhắc đến kết quả này trong bài viết The Illusion nói trên. Năm 2013, thêm một lần nữa, trong một bài phỏng vấn[7], ông đã lập lại bản chất của khám phá này của Sơn và đồng sự: “Thật vậy, gần đây đã có những nghiên cứu hào hứng về tính chất của các lý thuyết trường tương tác mạnh từ các tính chất cổ điển của lỗ đen. Tính đối ngẫu mặc nhận rằng quark gluon plasma trong lý thuyết vùng biên giới, trong lý thuyết trường lượng tử, là tương đương với một lỗ đen trong lý thuyết vùng nội. Bằng cách nghiên cứu các tính chất của lỗ đen, chúng ta có thể biết được nhiều điều về quark gluon plasma.”

Kết quả này xác nhận thứ nhất tính hữu dụng của lý thuyết dây, và thứ hai, sự đúng đắn của nguyên lý toàn ảnh AdS/CFT của Maldacena. Phải chăng máy gia tốc RHIC cũng đã tạo ra một lỗ đen, như Maldacena hỏi? Chưa biết. Nhưng nếu có thì lỗ đen cũng chỉ tồn tại trong chớp mắt, và nó chỉ tồn tại trong không gian 5 chiều, khác với không gian của chúng ta. Sau RHIC đến lượt CERN ở Geneva cũng xác nhận các kết quả trên năm 2008 và 2010.

Các kết quả lý thuyết của Sơn & đồng sự, cũng như thực nghiệm, là niềm cảm hứng cho một ‘đạo quân’ các nhà khoa học lý thuyết dây lẫn các ngành vật lý thực nghiệm như vật lý vật ngưng tụ (condensed-matter physics), trong đó có Subir Sachdev ở Harvard, người cùng được trao huân chương Dirac cùng với Đàm Thanh Sơn và Xiao-Gang Wen năm 2018. Sachdev áp dụng ý tưởng của Maldacena cho hai công trình, trong đó có một chung với Sơn và hai đồng nghiệp Christopher P. Herzog, Pavel Kovtun của ông.[8]

Ngày nay, một ít nhà lý thuyết dây dường như không quan tâm đến dây per se, họ quan tâm nhiều hơn đến phép tương ứng AdS/CFT. Họ cũng quan tâm đến nhiều ý tưởng hấp dẫn liên quan đến sự hình thành không-thời gian từ vướng víu thông tin lượng tử.

Thay lời kết luận

Vật lý sau Einstein và sau khi Mô hình chuẩn các hạt đã hoàn chỉnh vào những thập niên sau của thế kỷ trước, đứng trước những biên giới vô cùng khó khăn như những bức tường kiên cố cao vòi vọi phải vượt qua để có những khám phá mới. Người ta nói về Extreme Physics (Vật lý thái cực) của những vùng nghiên cứu mới, cần có những ý tưởng rất mới để phá băng. Nhưng những thập niên qua, vật lý đang đứng trước một triển vọng có thể mang lại nhiều khám phá bất ngờ. Những nhà vật lý trẻ hôm nay nghĩ gì? Leonard Susskind nói: Họ phần lớn tư duy cởi mở. Cái đó cần lắm. Juan Maldacena, trong độ tuổi ba mươi, có ảnh hưởng lớn nhất lên vật lý lý thuyết, hơn tất cả bất cứ ai của thế hệ anh ta. Công trình nghiên cứu của anh ta đã biến Nguyên lý toàn ảnh thành một khoa học hữu ích cho giới nghiên cứu. Giống như Witten, anh ấy có đóng góp nhận thức toán học mới quan trọng, và giống như Polchinski, anh ta có một ảnh hưởng sâu xa lên cách diễn giải vật lý của toán học. Thời đại mới cần những người trẻ tư duy cởi mở, có tinh thần mạo hiểm, không sợ thất bại, hay đi vào ngõ cụt mà phí hoài công sức. Họ xông xáo tiến lên bất chấp những bất định có thể chờ đợi họ. Vâng, có bất định mới có thể có đột phá. Nếu không, vật lý sẽ dẫm chân tại chỗ. Chúng ta cần những “tiên tri” của sự bế tắt, của “apocalypse” trong khoa học, ít hơn là cần những con người trẻ đầy sức sống như những “chiến binh” dám “liều lĩnh” tìm đường khai phá, “một mình cô đơn chèo thuyền qua đại dương” như hình ảnh người ta đã gán cho Newton, hay cũng đúng cho Einstein. “Hãy dám biết” (Kant), và Hãy dám khai phá, như tinh thần của các nhà khoa học muốn ra khỏi hang động chật hẹp của Plato.

Nguyễn Xuân Xanh

Đầu năm 2023

Xem bài sắp tới: ER=EPR, hay là Cuộc đi tìm sự liên kết giữa hình học không-thời gian và rối lượng tử.

Xem thêm: Tại sao lý thuyết dây? ở đây:

Lời dẫn nhập cho sách Tại sao Lý thuyết dây?

chứa đựng nhiều nguồn tham khảo được sử dụng ở trên.

Tham khảo:

[1] J. Maldacena, The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity: https://arxiv.org/abs/hep-th/9711200

[2] Jim Baggott, Quantum Space. Loop quantum gravity and the Search for the Structure of Space, Time and the Universe. Oxford University Press, 2018.

[3] Leonard Susskind, The Cosmic Landscape. String theory and the Illusion of Intelligent Design. Back Bay Books, 2006.

[4] Dam Thanh Son, Liquid universe hints at strings, 01. June 2005: https://physicsworld.com/a/liquid-universe-hints-at-strings/

[5] Michio Kaku, The God equation. The quest for a theory of Everything. Doubleday, Penguin Random House, 2021.

[6] Xem sách kỷ yếu Hạt Higgs và Mô hình chuẩn do Cao Chi, Chu Hảo, Pierre Darriulat, Nguyễn Xuân Xanh và Phạm Xuân Yêm làm chủ biên. Nxb Tri Thức, 2013.

[7] Xem bản dịch tiếng Việt sắp tới

[8] Xem thêm chi tiết và các tài liệu tham khảo trong bài Tại sao lý thuyết dây?: https://rosetta.vn/nguyenxuanxanh/loi-dan-nhap-cho-sach-tai-sao-ly-thuyet-day/