Уже более 12 лет назад премия была придумана бывшим российским предпринимателем Юрием Мильнером совместно с его единомышленниками из числа основателей калифорнийских технологических гигантов в качестве «научного оскара» и альтернативы премии Альфреда Нобеля. Пока, однако, в прессе о Breakthrough Prize говорят не очень много — несмотря на действительно существенно больший призовой фонд.
В физической номинации приз 2023 года был присужден двум физикам-теоретикам: Джону Карди из Оксфордского Университета и Александру Замолодчикову из американского Университета Стони Брукс. На этот раз комитет премии отметил «глубокий вклад в статистическую физику и квантовую теорию поля, имеющий разнообразные и далеко идущие приложения в различных отраслях физики и математики».
Замолодчиков родился в 1952 году в поселке Ново-Иваньково (нынешняя Дубна), закончил МФТИ, с конца 1970-х работал в Институте теоретической и экспериментальной физики имени Алиханова в Москве и в Институте теоретической физики имени Ландау в Черноголовке. Наиболее известная ранняя работа Замолодчикова, написанная в начале 1980-х в соавторстве с двумя другими выдающимися физиками, Александром Белавиным и Александром Поляковым, описывает найденное ими решение проблемы теории поля для случая двумерного пространства-времени.
Именно эта работа советских физиков, которая к настоящему моменту набрала более 6 тысяч цитирований, привлекла внимание Джона Карди и заинтересовала в возможности достичь аналогичного результата в нашем, четырехмерном пространстве-времени.
Карди родился в 1947 году в Англии, закончил Кембриджский Университет, затем долгое время проработал в Университете Калифорнии в Санта-Барбаре, а в 1993 году возвратился на родину в Великобританию, работал в Оксфорде и Кембридже.
Проблемы, над которыми работали оба нынешние лауреата, возникают в квантовой теории поля. Так называют фундаментальную физическую теорию (точнее, семейство теорий), которая пришла на смену классической электродинамике Максвелла с открытием квантового мира. Первоначально теория поля описывала лишь те же электрические и магнитные силы, что и теория Максвелла, но, в отличии от нее, учитывала квантовую природу взаимодействий. Со временем к этим силам добавились сначала слабое взаимодействие — проявляющееся в бета-распаде атомных ядер и некоторых других процессах. Затем было построено теоретическое описание также и сильного взаимодействия, которое обеспечивает сам факт существования атомных ядер. В 1970-х годах доминирующая форма квантовой теории поля приобрела современные очертания и получила названи Стандартной модели, которая до сих пор является самой проверенной фундаментальной физической теорией, описывающей поведение материи.
Стандартная модель, однако, не является окончательной теорией поля хотя бы по той причине, что совсем не учитывает и не объясняет существование гравитации. В попытках выйти за рамки Стандартной модели теоретики разработали множество альтернативных квантовых теорий поля, которые, по задумке их создателей, должны в частных случаях сводится к Стандартной модели и ее точным предсказаниям, но объяснять больше, чем сама модель.
Так появилась теория струн, так же появилась близкая к ней, но отличающаяся своим математическим аппаратом конформная теория поля (ее название связано с конформным преобразованием — процедурой, сохраняющей углы, но не расстояния между кривыми в рассматриваемом пространстве).
Белавин, Поляков и Замолодчиков в начале 1980-х активно занимались различными вариантами конформной теории и способами анализа «случайных полей», которыми она оперировала. Уравнения, которыми оперирует эта теория, первоначально оказались исключительно сложными для точного решения. Однако решение неожиданным образом удалось найти — для поля, где есть только по одному измерению для пространства и для времени.
Сам Замолодчиков вспомнинал, что первоначально такой выход из трудного положения привлек много критики со стороны коллег («Вы пьете трехмерную водку и любите трехмерных женщин, а занимаетесь двумерной теорией» — иронизировал учитель Замолодчикова и ученик Ландау Карен Тер-Мартиросян).
Тем не менее, сама возможность точного решения уравнений теории привлекла внимание некоторых теоретиков, в том числе Карди, который о работе Замолодчикова и соавторов узнал от двух советских физиков, которых повстречал на одной из научных конференций. «На Западе мало кто понимал, о чем вообще они говорили. Но меня они убедили [в возможности решения проблемы] и я стал над ней работать» — приводит слова лауреата Nature. Эта работа завершилась успехом в 1988 году, когда вышла статья с расширением решения Белавина-Полякова-Замолодчикова для четырехмерного пространства.
«Карди и Замолодчиков действительно являются гигантами конформных теорий поля», — говорит Дэвид Тонг, физик из Кембриджского университета (Великобритания), слова которого приводит Nature. «Во всем мире есть физики, которые работают над чрезвычайно разными проблемами, и все же у них есть общий язык благодаря работам Карди, Замолодчикова и других».
