Dvije strane novčića vibriraju na jednoj žici

Albert Einstein nikada nije uspio stvoriti jedinstvenu teoriju koja bi objasnila cijeli svijet u jednoj koherentnoj strukturi. Tijekom stoljeća istraživači su kombinirali tri od četiri poznate fizičke sile u ono što su nazvali Standardnim modelom. Međutim, ostaje četvrta sila, gravitacija, koja se baš i ne uklapa u ovu misteriju.

Ili možda i jest?

Zahvaljujući otkrićima i zaključcima fizičara povezanih s poznatim američkim sveučilištem Princeton, sada postoji sjena šanse da se Einsteinove teorije pomire sa svijetom elementarnih čestica, kojim vlada kvantna mehanika.

Iako to još nije "teorija svega", rad proveden prije više od dvadeset godina i koji se još uvijek nadopunjuje otkriva nevjerojatne matematičke obrasce. Einsteinova teorija gravitacije s drugim područjima fizike – prvenstveno sa subatomskim pojavama.

Sve je počelo s otiscima stopala pronađenim 90-ih godina Igor Klebanov, profesor fizike na Princetonu. Iako bismo zapravo trebali ići još dublje, 70-ih godina, kada su znanstvenici proučavali najmanje subatomske čestice tzv. kvarkovi.

Fizičari su smatrali čudnim da bez obzira na količinu energije s kojom su se protoni sudarili, kvarkovi ne mogu pobjeći - oni su uvijek ostali zarobljeni unutar protona.

Jedan od onih koji su radili na ovom pitanju bio je Aleksandar Poljakovtakođer profesor fizike na Princetonu. Pokazalo se da su kvarkovi "slijepljeni" zajedno s tada novim imenovanim česticama pohvali me. Neko vrijeme istraživači su mislili da gluoni mogu tvoriti "žice" koje povezuju kvarkove. Polyakov je vidio vezu između teorije čestica i stru teorijaali to nije mogao potkrijepiti nikakvim dokazima.

U kasnijim godinama, teoretičari su počeli sugerirati da su elementarne čestice zapravo mali komadići vibrirajućih struna. Ova teorija je bila uspješna. Njegovo vizualno objašnjenje može biti sljedeće: kao što vibrirajuća žica u violini stvara različite zvukove, vibracije žica u fizici određuju masu i ponašanje čestice.

1996. Klebanov zajedno sa studentom (a kasnije i doktorandom) Stephen Gubser i postdoktorski suradnik Amanda Pete, koristio teoriju struna za izračunavanje gluona, a zatim usporedio rezultate s teorijom struna za.

Članovi tima bili su iznenađeni što su oba pristupa dala vrlo slične rezultate. Godinu dana kasnije, Klebanov je proučavao stope apsorpcije crnih rupa i otkrio da se ovaj put točno podudaraju. Godinu dana kasnije, poznati fizičar Juan Maldasena pronašao korespondenciju između posebnog oblika gravitacije i teorije koja opisuje čestice. U narednim godinama, drugi znanstvenici su radili na tome i razvili matematičke jednadžbe.

Ne ulazeći u suptilnosti ovih matematičkih formula, sve se svelo na činjenicu da gravitacijska i subatomska interakcija čestica su dvije strane istog novčića. S jedne strane, to je proširena verzija gravitacije preuzeta iz Einsteinove opće teorije relativnosti iz 1915. S druge strane, to je teorija koja ugrubo opisuje ponašanje subatomskih čestica i njihove interakcije.

Klebanov je posao nastavio Gubser, koji je kasnije postao profesor fizike na ... Sveučilištu Princeton, naravno, ali je, nažalost, umro prije nekoliko mjeseci. On je tijekom godina tvrdio da bi veliko ujedinjenje četiriju interakcija s gravitacijom, uključujući korištenje teorije struna, moglo podići fiziku na novu razinu.

Međutim, matematičke ovisnosti moraju se nekako eksperimentalno potvrditi, a to je puno gore. Za sada ne postoji eksperiment koji bi to učinio.