חואן מרטין מילדסנה: האיש שבנה יקום הולוגרפי
בשנת 1997 פרסם פיזיקאי ארגנטינאי בן 29 מאמר המציע כי יקום עם כבידה יכול להיות זהה מתמטית ליקום שטוח יותר ללא כבידה – כאילו למציאות יש הולוגרמה נסתרת הטמונה בקצוותיה. כמעט שלושה עשורים ויותר מ-25,000 ציטוטים לאחר מכן, אותו מאמר, על מה שמכונה כיום התאמת AdS/CFT, נותר אחד המאמרים המצוטטים ביותר בתולדות הפיזיקה של אנרגיות גבוהות, וחואן מרטין מילדסנה (Juan Martín Maldacena) הפך לאחד הפיזיקאים החיים הבודדים שמתוארים באופן קבוע על ידי עמיתיו כטוב ביותר בדורו.
מבואנוס איירס לברילוצ'ה
מילדסנה נולד ב-10 בספטמבר 1968 בארגנטינה. הוא החל את הכשרתו בפיזיקה באוניברסיטת בואנוס איירס לפני שעבר למכון בָּלסיירו (Instituto Balseiro) המפורסם בברילוצ'ה, מוסד ההכשרה המוביל בארגנטינה לפיזיקאים, שם קיבל תואר ראשון (licenciatura) בשנת 1991 בהנחיית חרארדו אלדסאבל (Gerardo Aldazábal). משם עבר לאוניברסיטת פרינסטון, שם השלים דוקטורט בשנת 1996 עם דיסרטציה שכותרתה "חורים שחורים בתורת המיתרים", בהנחיית קרטיס קלן (Curtis Callan). זו הייתה הכשרה מתאימה: חורים שחורים ותורת המיתרים יהפכו לקטבים הכפולים של הקריירה שלו, וההתנגשות ביניהם תוליד את הרעיון המגדיר שלו.
ההשערה שחיווטה מחדש את הפיזיקה התאורטית
לאחר תקופת פוסט-דוקטורט באוניברסיטת ראטגרס, הצטרף מילדסנה להרווארד כפרופסור חבר בשנת 1997 – אותה שנה שבה פרסם את המאמר שהקנה לו את פרסומו. התאמת AdS/CFT מציעה שקילות בין תורת כבידה הפועלת במרחב "אנטי-דה סיטר" עקום לבין תורת שדות קונפורמית – תורה קוונטית ללא כבידה – השוכנת על הגבול בעל ממד נמוך יותר של אותו מרחב. במילים פשוטות: יקום עם כבידה ניתן לתיאור, במלואו, כהולוגרמה המוקרנת מיקום בלעדיה. האקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים, שבחרה בו כחבר בשנת 2007, מייחסת להצעה משנת 1997 "השפעה רבה, עם אישורים רבים" בשנים שחלפו מאז. היא העניקה לפיזיקאים, לראשונה, מודל מתמטי עובד של כבידה קוונטית, ופתחה גשר בין תורת המיתרים לבין כרומודינמיקה קוונטית שחוקרים עדיין חוצים בשני הכיוונים.
עד שנת 1999 העלתה אותו הרווארד לדרגת פרופסור מן המניין, טיפוס מהיר באופן חריג עבור פיזיקאי שעברו בקושי שלוש שנים מקבלת הדוקטורט שלו. שנתיים לאחר מכן עזב למכון למחקר מתקדם בפרינסטון, המקום שבו כיהנו בעבר איינשטיין וגֶדל, שם הוא נותר מאז 2001 ומחזיק כיום בתואר פרופסור לפיזיקה תאורטית על שם קארל פ. פיינברג. המודל של המכון – מינויים קבועים, נטולי חובות הוראה שנועדו לאפשר למספר מצומצם של מלומדים לעסוק רק בשאלות העמוקות ביותר בתחומם – הוא כשלעצמו סוג של הימור מוסדי על סוג החשיבה ארוכת הטווח והסיכון הגבוה שהוליד את ה-AdS/CFT מלכתחילה, וכהונתו שם הפכה אותו למנטור ונקודת ייחוס לדור של פיזיקאים צעירים בתחום תורת המיתרים והכבידה הקוונטית העוברים בפרינסטון.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →חורים שחורים, שזירה וטבע המרחב-זמן
מילדסנה לא עצר בשנת 1997. הוא המשיך וטען, במאמר רחב היקף משנת 2001, כי חור שחור "נצחי" – כזה עם שני פתחים – שקול מתמטית לזוג מצבים קוונטיים שזורים, רעיון שסייע להניח את היסודות לתוכנית המחקר המודרנית המקשרת בין שזירה קוונטית לבין עצם מבנה המרחב-זמן. בשנת 2013, בעבודה עם לאונרד סוסקינד (Leonard Susskind), הוא הציע את השערת ה-"ER=EPR", המציעה כי חלקיקים שזורים מחוברים על ידי חורי תולעת מיקרוסקופיים – ניסיון בולט ליישב את תורת היחסות הכללית של איינשטיין עם התכונה המנוגדת ביותר לאינטואיציה של מכניקת הקוונטים. אותו שיתוף פעולה עסק ישירות גם בפרדוקס "חומת האש של החור השחור", אחת הבעיות הפתוחות המורכבות ביותר בתחום.
הכרה בקרב עמיתים
הכיבודים הגיעו בזרם מתמיד ומשמעותי: מלגת סלואן ומלגת פקארד ב-1998, "מענק הגאונות" של מקארתור ב-1999, פרס סאקלר בפיזיקה ב-2000, מדליית דיראק ב-2008, חברות באקדמיה הלאומית למדעים ב-2013, הפרס הראשון לפיזיקה יסודית (כיום פרס פריצת הדרך) ב-2012, וגם מדליית אלברט איינשטיין ומדליית לורנץ בשנת 2018. מעט תאורטיקנים חיים יכולים לתבוע לעצמם שילוב כזה, ופחות מכך אספו את הראשון בכיבודים משני חיים אלו – המקארתור – עבור השערה אחת שפורסמה שנתיים בלבד קודם לכן, לפני שהקהילה הרחבה סיימה לבדוק האם הרעיון יחזיק מעמד.
מה אומרים העמיתים
לאונרד סוסקינד, בעצמו דמות מכוננת בתורת המיתרים ומי שאינו זר לטענות נועזות, כינה את מילדסנה "אולי הפיזיקאי הגדול ביותר בדורו" וליתר דיוק, "בוודאי הפיזיקאי התאורטי הגדול ביותר בדורו". הערכה זו מצד עמית שעזר לבנות את התחום שבו הוא פועל נושאת משקל מיוחד; זו אינה סוג האמירה שניתנת עבור מדע מיומן וזהיר, אלא עבור קפיצה מסוימת וייחודית.
מדוע חואן מכונה גאון
המקרה לגאונות כאן ברור באופן חריג, מכיוון שהוא נשען על מעשה דמיון אחד שניתן לזיהוי ולא על קריירה של מצוינות מתמדת. התאמת AdS/CFT לא הייתה הרחבה מצטברת של כלים קיימים; היא הציעה ששתי תאוריות השוכנות במספר ממדים שונה, הבנויות ממכונות מתמטיות שונות לחלוטין, הן בסתר אותה תאוריה. סוג כזה של דואליות – מציאת זהות נסתרת בין מבנים שנראים ללא קשר – הוא המטבע הנדיר ביותר בפיזיקה תאורטית, וזהו הכישרון הקוגניטיבי הספציפי שבא לידי ביטוי: לא וירטואוזיות חישובית אלא היכולת לראות, לפני שלמישהו הייתה הוכחה, שחוט תועה המקשר בין תורת המיתרים לבין תורת כיול היה למעשה נושא בעומס. האמירה הספונטנית של סוסקינד על היותו "הגדול ביותר בדורו" היא אישור חיצוני חזק מתוך התחום. טענת הנגד הכנה היא ש-AdS/CFT נותר השערה, מעולם לא הוכח באופן קפדני בכלליותו, וטרם סיפק תחזית הניתנת לבדיקה ניסויית על היקום שלנו, שאינו בעל צורת אנטי-דה סיטר; כמה פיזיקאים מזהירים כי שלושה עשורים של מחקר אינטנסיבי שיכללו ויישמו את הרעיון יותר מאשר תיקפו אותו אל מול המציאות. גאונות, במקרה זה, מתארת קפיצה של תובנה תאורטית שהכרעתה האמפירית הסופית עדיין פתוחה.
מורשת
תהיה הכרעתו הסופית אשר תהיה, AdS/CFT עיצבה מחדש תחום מחקר שלם, הכשירה דור של פיזיקאים לחשוב על כבידה ועל מידע קוונטי כשני תיאורים של מציאות בסיסית אחת – והציבה את שמו של מילדסנה לצד שמותיהם של איינשטיין וגֶדל ברשימת המכון למחקר מתקדם.