Квантовая электродинамика, или КЭД, описывает, как свет взаимодействует с заряженными частицами — например, электронами. Это одна из самых точных теорий в истории: её предсказания совпадают с экспериментом до одиннадцатого знака после запятой. Но внутри неё есть неприятная черта — при попытке посчитать что-то сложнее простого обмена одним фотоном, ответы часто уходят в бесконечность.
Обычно физики спасаются процедурой под названием «перенормировка»: они вручную вычитают бесконечности, заменяя их измеренными значениями массы и заряда. Это работает, но оставляет ощущение заплатки на элегантном платье. Новая работа предлагает перекроить само платье — задать всем виртуальным частицам минимально возможное время существования.
Автор строит версию КЭД, где у каждой виртуальной истории есть нижняя граница по собственному времени — крошечный интервал, связанный с очень большой энергией Λ. Этот параметр не убирают в конце расчётов, он остаётся частью теории. В результате все амплитуды (величины, определяющие вероятность процессов) становятся конечными с самого начала. Привычная перенормировка заменяется «конечной подгонкой» — параметры просто сопоставляют с экспериментом при некоторой энергии.
Самое важное: теория проходит проверку на процессе, который считается эталонным — рождение двух фотонов в столкновении кварка и антикварка. Окончательный ответ для этого процесса не меняется, несмотря на все переделки. Это как если бы в здании заменили фундамент, а верхние этажи остались стоять точно на своих местах.
Если бы виртуальные частицы могли существовать сколь угодно долго, пустое пространство обладало бы бесконечной энергией — к счастью, квантовые законы ограничивают время их жизни.
В романе «Конец Вечности» Азимова вечность имела нижний предел вмешательства — так и здесь вводится минимальный интервал, ниже которого законы физики не работают.