Fedor Popov 是西蒙斯研究员协会的初级研究员。科幻作家艾萨克·阿西莫夫 (Isaac Asimov) 在他的《基金会》系列中提出了一个具有启发性的想法，即虽然我们永远无法预测任何一个人的行为，但一旦我们聚集了足够多的人，我们就可以准确预测他们的群体动态。同样，理论物理学家Fedor Popov研究大量相互作用的量子粒子的行为，以发展对物理世界潜在动力学的新理解。近几十年来，科学家们获得了关于夸克和轻子等亚原子粒子的重要知识，但仍有很多未知。例如，关于夸克如何相互作用形成质子和中子等更大粒子的问题仍然存在。但通过研究大量这些粒子的相互作用，波波夫寻求开发理论模型——他称之为“玩具”模型——开辟新的和有前途的分析可能性。
Popov 是Simons Society of Fellows的二年级初级研究员，在纽约大学 (NYU) 与 Sergei Dubovsky 一起工作。他在 Igor R. Klebanov 的指导下在普林斯顿大学完成了博士学位，并在莫斯科物理与技术学院完成了本科和硕士学位，主要师从 Emil T. Akhmedov。
波波夫和我最近讨论了为什么他的工作。为清楚起见，我们的对话已经过编辑。
是什么吸引你学习理论物理学？
令我着迷的理论物理学的一个方面是“最少想法原则”：使用尽可能少的努力来完成任务的概念。人类经常在日常生活中运用这一原则；这就是为什么我们可能会选择乘电梯而不是爬几段楼梯。但事实证明，无论大小如何，这对任何物理系统都是正确的——从亚原子粒子到大规模引力相互作用。
据我们所知，原子内的粒子也试图尽可能高效地完成它们的工作。虽然我们还不清楚远低于亚原子水平——例如在单个夸克水平——会发生什么，但我们可以尝试通过开发我所谓的“玩具”模型来制定基本原理，以最终理解为什么物理世界就是这样。对我来说，正是这些基本原则展示了宇宙的潜在美。
您用来构建这些玩具模型的一种工具称为大 N 模型。它是什么？
我想了解原子内部发生的相互作用，而 1970 年代开发的粒子物理学标准模型已经揭示了很多关于这些相互作用的信息。例如，我们知道夸克是质子的基石，而质子又是原子的主要成分。标准模型还表明，有趣的是，从来没有单独发现一个夸克。相反，夸克通常三三两两地结合在一起——将它们分开的努力只会加强它们的结合。
这种被称为“禁闭”的现象一直困扰着物理学家 50 多年，并且是Simons 禁闭和 QCD 弦合作的重点，该合作成立于 2022 年，由我在普林斯顿的博士生导师 Klebanov 博士领导。
通过研究单个夸克来深入了解禁闭现象将是极具挑战性的。然而，通过研究大量夸克如何相互作用，我们可以创建能够更好地解释当前实验结果的模型。
我们称这些为大N模型，这就是我研究的内容。我在普林斯顿取得的成就之一是发现了一类新的大N模型，该模型展示了夸克如果是张量会如何表现，这意味着具有三个独立标签的量可以区分每个分量。通过考虑这种特殊的相互作用，我们发现这样的模型可以描述非常重要的物理现象，如超流或湍流。
告诉我们更多关于你的博士工作。你还调查了什么？
普林斯顿是一个很棒的地方，因为很多人都在探索有关粒子物理学的有趣问题。那段时间的一个项目集中在爱因斯坦-罗森桥上，通常被称为虫洞。虫洞在科幻小说中很流行，但仍然纯粹是理论上的，是一种可以通过弯曲时空结构连接两个远点的结构
在普林斯顿，Juan Maldacena、Alexey Milekhin 和我表明，理论上，两个围绕彼此旋转的带磁黑洞可以以这种方式相互作用形成虫洞，尽管我们的结果表明从A点到B通过这个虫洞比传统的旅行方式慢。尽管有这个结果，我仍然对虫洞着迷——虫洞的想法和有一天它们可以从科幻领域进入现实的想法。
自从来到纽约大学获得初级奖学金后，你的兴趣发生了怎样的变化？
我真的对所有地方的一切都感兴趣；理论物理学的每个方面都让我着迷，这就是为什么我永远不会缺少要研究的东西。
我目前感兴趣的一个问题是热化或信息丢失。我们知道，随着时间的推移，我们以数字方式传输的信息将会丢失——例如，硬盘最终会损坏。我把它比作贝壳随着时间的推移而腐蚀的方式，最终分解成沙粒。回到沙子是思考信息丢失的一种方式。
传统信息计算的拟议替代方案涉及量子力学，尽管它带来了目前正在探索的一系列挑战。例如，我们能否跨不同的量子态保存信息以防止其被破坏——我们如何做到这一点？ 2022 年，我们提出了一种可能的方法，将量子态的不同部分彼此分开，使它们不能相互作用，从而保护信息不丢失。这就像把一个贝壳放在一个保护箱里，以防止它腐烂。
最后，您对 Simons Junior Fellowship 有何看法？
初级奖学金提供了一个我可能没有的机会：与来自物理学内外不同领域的这么多人互动，了解他们的研究并了解他们的工作如何应用于我自己的工作。
例如，有一次在西蒙斯基金会，我碰巧遇到了另一位初级研究员Michele Fornea ，他是一名数学家和数论家。 Michele 正在描述如何估计一个积分，这在数论中很重要，我能够与他分享积分如何对我自己的理论物理研究具有相当深远的意义。这是一个很好的例子，说明不同的领域如何相互联系和相互通知。