To sider af mønten vibrerer på samme streng

Albert Einstein formåede aldrig at skabe en samlet teori, der forklarede hele verden i én sammenhængende struktur. I løbet af et århundrede kombinerede forskere tre af de fire kendte fysiske kræfter til det, de kaldte Standardmodellen. Der er dog stadig en fjerde kraft, tyngdekraften, som ikke helt passer ind i dette mysterium.

Eller er det måske?

Takket være opdagelser og konklusioner fra fysikere forbundet med det berømte amerikanske Princeton University, er der nu en skygge af en chance for at forene Einsteins teorier med en verden af ​​elementarpartikler, som er styret af kvantemekanik.

Selvom det endnu ikke er en "teori om alt", afslører arbejdet udført for mere end tyve år siden og stadig bliver suppleret, fantastiske matematiske mønstre. Einsteins teori om tyngdekraften med andre områder af fysikken - primært med subatomare fænomener.

Det hele startede med fodspor fundet i 90'erne Igor Klebanov, professor i fysik ved Princeton. Selvom vi faktisk burde gå endnu dybere, i 70'erne, hvor videnskabsmænd studerede de mindste subatomære partikler kaldet kvarker.

Fysikere fandt det mærkeligt, at uanset hvor meget energi protonerne kolliderede med, kunne kvarkerne ikke undslippe - de forblev uvægerligt fanget inde i protonerne.

En af dem, der arbejdede med dette problem, var Alexander Polyakovogså professor i fysik ved Princeton. Det viste sig, at kvarkerne er "limet" sammen af ​​de dengang nye navngivne partikler ros mig. I et stykke tid troede forskere, at gluoner kunne danne "strenge", der binder kvarker sammen. Polyakov så en sammenhæng mellem partikelteori og stru teorimen var ikke i stand til at underbygge dette med nogen beviser.

I senere år begyndte teoretikere at foreslå, at elementarpartikler faktisk var små stykker af vibrerende strenge. Denne teori har været en succes. Dens visuelle forklaring kan være som følger: ligesom en vibrerende streng i en violin genererer forskellige lyde, bestemmer strengvibrationer i fysik massen og opførselen af ​​en partikel.

I 1996, Klebanov, sammen med en studerende (og senere en doktorand) Steven Gubser og postdoc Amanda Peet, brugte strengteori til at beregne gluoner og sammenlignede derefter resultaterne med strengteori for.

Teammedlemmerne var overraskede over, at begge tilgange gav meget ens resultater. Et år senere studerede Klebanov absorptionshastighederne for sorte huller og fandt ud af, at denne gang matchede de nøjagtigt. Et år senere, den berømte fysiker Juan Maldacena fundet en overensstemmelse mellem en særlig form for tyngdekraft og en teori, der beskriver partikler. I de efterfølgende år arbejdede andre videnskabsmænd på det og udviklede matematiske ligninger.

Uden at gå ind i disse matematiske formlers subtiliteter, kom det hele til det faktum, at gravitationel og subatomisk interaktion mellem partikler er som to sider af samme mønt. På den ene side er det en udvidet udgave af tyngdekraften hentet fra Einsteins generelle relativitetsteori fra 1915. På den anden side er det en teori, der groft beskriver subatomære partiklers adfærd og deres interaktioner.

Klebanovs arbejde blev videreført af Gubser, som senere blev professor i fysik ved ... Princeton University, selvfølgelig, men desværre døde han for et par måneder siden. Det var ham, der i mange år argumenterede for, at den store forening af de fire interaktioner med tyngdekraften, herunder brugen af ​​strengteori, kunne tage fysikken til et nyt niveau.

Men matematiske afhængigheder skal på en eller anden måde bekræftes eksperimentelt, og det er meget værre. Indtil videre er der intet eksperiment til at gøre dette.

Se også: