Dve strani kovanca vibrirata na isti vrvici
Albertu Einsteinu nikoli ni uspelo ustvariti enotne teorije, ki bi razložila ves svet v eni koherentni strukturi. V stoletju so raziskovalci združili tri od štirih znanih fizičnih sil v tako imenovani standardni model. Vendar pa ostaja še četrta sila, gravitacija, ki ne sodi povsem v to skrivnost.
Ali pa morda je?
Zahvaljujoč odkritjem in zaključkom fizikov, povezanih s slavno ameriško univerzo Princeton, je zdaj le še senca možnosti za uskladitev Einsteinovih teorij s svetom osnovnih delcev, ki mu vlada kvantna mehanika.
Čeprav še ni "teorija vsega", delo, opravljeno pred več kot dvajsetimi leti in se še vedno dopolnjuje, razkriva neverjetne matematične vzorce. Einsteinova teorija gravitacije z drugimi področji fizike - predvsem s subatomskimi pojavi.
Vse se je začelo z odtisi stopal, najdenimi v 90. letih Igor Klebanov, profesor fizike na Princetonu. Čeprav bi pravzaprav morali iti še globlje, so v 70. letih, ko so znanstveniki preučevali najmanjše subatomske delce, t. kvarki.
Fizikom se je zdelo nenavadno, da ne glede na to, s koliko energije so protoni trčili, kvarki niso mogli pobegniti – vedno so ostali ujeti v protone.
Eden od tistih, ki so delali na tem vprašanju, je bil Aleksander Poljakovtudi profesor fizike na Princetonu. Izkazalo se je, da kvarke skupaj »zlepijo« takrat novi poimenovani delci pohvali me. Nekaj časa so raziskovalci mislili, da lahko gluoni tvorijo "strune", ki povezujejo kvarke. Polyakov je videl povezavo med teorijo delcev in stru teorijavendar tega ni mogel utemeljiti z nobenim dokazom.
V kasnejših letih so teoretiki začeli predlagati, da so osnovni delci pravzaprav majhni koščki vibrirajočih strun. Ta teorija je bila uspešna. Njegova vizualna razlaga je lahko naslednja: tako kot vibrirajoča struna v violini ustvarja različne zvoke, vibracije strune v fiziki določajo maso in obnašanje delca.
Leta 1996 je Klebanov skupaj s študentom (in kasneje doktorskim študentom) Steven Gubser in podoktorski sodelavec Amanda Peet, uporabil teorijo strun za izračun gluonov in nato primerjal rezultate s teorijo strun za.
Člani skupine so bili presenečeni, da sta oba pristopa dala zelo podobne rezultate. Leto pozneje je Klebanov proučeval absorpcijske stopnje črnih lukenj in ugotovil, da se tokrat popolnoma ujemajo. Leto kasneje je slavni fizik Juan Maldasena našel ujemanje med posebno obliko gravitacije in teorijo, ki opisuje delce. V naslednjih letih so drugi znanstveniki delali na tem in razvili matematične enačbe.
Ne da bi se spuščali v tankosti teh matematičnih formul, je vse prišlo do dejstva, da gravitacijska in subatomska interakcija delcev sta kot dve plati istega kovanca. Po eni strani gre za razširjeno različico gravitacije, povzeto po Einsteinovi splošni teoriji relativnosti iz leta 1915. Po drugi strani pa za teorijo, ki približno opisuje obnašanje subatomskih delcev in njihove interakcije.
Klebanovljevo delo je nadaljeval Gubser, ki je kasneje postal profesor fizike na ... Univerzi Princeton, seveda, a je na žalost pred nekaj meseci umrl. On je bil tisti, ki je v preteklih letih trdil, da bi velika združitev štirih interakcij z gravitacijo, vključno z uporabo teorije strun, lahko dvignila fiziko na novo raven.
Vendar pa je treba matematične odvisnosti nekako eksperimentalno potrditi, kar je veliko hujše. Zaenkrat ni poskusa, ki bi to naredil.
Glej tudi:
