معمای بی نهایت

بهترین درک ما از فیزیک مبتنی بر چیزی است که به عنوان نظریه میدان کوانتومی شناخته می شود. متأسفانه، در شکل خام آن، منطقی نیست – خروجی های آن از نظر فیزیکی غیرممکن هستند درصدهای بی نهایت در حالی که باید چیز ساده تری باشند، مانند عدد 1. نوعی فیزیک که بوزون هیگز نشان می دهد به دنبال “عادی سازی مجدد” است. نظریه میدان، معادلات را مجبور می کند تا پاسخ هایی را ارائه دهند که با آنچه در دنیای واقعی می بینیم مطابقت داشته باشد.کتاب “معمای بی نهایت” (نظریه میدان کوانتومی و پژوهشی در نظم عالم) داستان یک ایده وحشی در مسیر پذیرش است. تئوری الکترودینامیک کوانتومی (QED) که برهمکنش نور و ماده را توصیف می‌کند دقیق‌ترین نظریه در تمام علوم است که تطابق دقیقی با آزمایش تقریبا باورنکردنی دارد. با این حال، در اواسط قرن بیستم، نظریه در یک بحران عمیق قرار داشت. محاسبات حتی ساده‌ترین رویدادها در دنیای زیراتمی، مانند جذب و گسیل یک فوتون توسط یک الکترون، به نظر می‌رسید که نتایج بی‌معنی به دست می‌دهد که در برابر مقادیر متناهی آزمایش پرواز می‌کرد. این بی‌نهایت‌ها چشم‌انداز فیزیک را مانند تومورهای زشت نقطه‌بندی کردند، و برخی را به این باور رساند که اساسا فیزیک در مسیر اشتباهی قرار دارد. اما امید نزدیک بود. برای خلاص شدن از شر این بی نهایت ها و بازگرداندن نظریه به شکل کامل، یک نسل کامل از دانشمندان جوان درخشان پس از جنگ به اختراع مجموعه ای مبتکرانه از ترفندها به نام “عادی سازی مجدد” نیاز داشتند. عادی‌سازی مجدد نه تنها بی‌نهایت‌ها را در QED حذف کرد، بلکه به آزمونی تبدیل شد که هر نظریه بنیادی فیزیک قبل از اینکه قابل قبول تلقی شود باید آن را می‌گذراند. در مجموعه‌ای خیره‌کننده از موفقیت‌ها، برای متحد کردن نیروهای ضعیف و الکترومغناطیسی و سپس به نیروی قوی که پروتون‌ها و نوترون‌ها را کنار هم نگه می‌دارد، اعمال شد. در این کتاب فرانک کلوز به ما می گوید که چگونه این همه اتفاق افتاد.