Teoria corzilor este un model în care se presupune că particulele fundamentale, cum ar fi fotonii și electronii, sunt obiecte asemănătoare cu corzile. A fost propusă ca o „teorie a tuturor”, în sensul reductivist al „totului”, adică o teorie capabilă să explice toate legile naturii la cel mai mic nivel sau cea mai mică scară.
Teoria corzilor s-a născut în 1968, când fizicianul Gabriele Veneziano a încercat să dezvolte un model matematic al forței nucleare puternice, care nu era înțeleasă la momentul respectiv. Modelul Veneziano a fost dezvoltat în 1970 de către Yoichiro Nambu, Holger Bech Nielsen și Leonard Susskind. Acest model a afirmat că particulele responsabile pentru medierea acestei forțe sunt asemănătoare cu corzile. Natura firească a acestor particule ar putea explica așa-numitele pante Regge, tendința observată a particulelor elementare de a se grupa în familii cu o masă proporțională cu spinul lor.
În 1974, John Schwarz și Joel Scherk au arătat că teoria corzilor ar putea, de asemenea, să modeleze forța gravitațională în plus față de forța nucleară puternică. În acest timp, a apărut o altă teorie a forței nucleare puternice, teoria cromodinamicii cuantice (QCD). Această teorie este o teorie gauge a particulelor punctuale numite cuarci și gluoni, și nu necesită existența corzilor. În plus, se părea că atunci când corzile nu ar putea explica particulele elementare, precum și QCD, interesul pentru teoria corzilor a scăzut în acest moment.
O evoluție importantă a avut loc în 1977, când Gliozzi, Scherk și Olive au extins modelul corzilor pentru a include particule cunoscute sub numele de fermioni. Fermionii, în special electronii și cuarcii, reprezintă blocuri de materie, în timp ce particulele responsabile pentru forțe sunt cunoscute sub numele de bosoni. Gliozzi, Scherk și Olive au creat o teorie a corzilor în care există o simetrie între aceste două tipuri fundamentale de particule, care este cunoscută sub denumirea de supersimetrie. Într-un model supersimetric există o corespondență unu-la-unu între tipurile de bosoni și tipurile de fermioni. În 1984, Michael Green și John Schwarz au reușit să demonstreze că „teoria supercorzilor”, teoria corzilor supersimetrice, nu are multe probleme de auto-inconsistență care apar în majoritatea teoriilor câmpului cuantic. Această dovadă a generat un mare interes pentru teoria corzilor în comunitatea fizică, un fenomen denumit „prima revoluție a supercorzilor”.
Interesul pentru teoria corzilor a scăzut din nou în a doua jumătate a anilor ’80 și prima jumătate a anilor ’90. Acest lucru se datorează faptului că teoria corzilor părea să ridice mai multe întrebări decât răspunsuri. Deși teoria corzilor ar putea, în principiu, să modeleze forțele și particulele pe care le observăm într-un model unificat, matematica implicată era atât de complicată încât părea imposibil să se facă în mod real preziceri din teoria corzilor. Mai mult decât atât, s-a arătat că există cinci teorii ale supercorzilor diferite, în sensul că există cinci moduri de a extinde teoria corzilor bosonică originală într-o teorie supersimetrică. Se părea că cel mult unul dintre acestea ar putea fi de fapt un adevărat model fundamental al naturii, dar nu a existat o modalitate evidentă de a selecta care dintre ele.
Apoi, în 1995, s-a reînnoit interesul pentru teoria corzilor după ce Polchinski și Witten au făcut descoperiri cu privire la ceva cunoscut sub numele de branele D. Aceste „brane” sunt obiecte a căror existență este impusă de axiomele corzilor
Teoria branelor D a fost o cheie pentru înțelegerea faptului că cele cinci teorii diferite ale corzilor au fost legate de dualități. Aceste dualități l-au făcut pe Witten să propună că diferitele teorii ale corzilor au fost doar aspecte diferite ale unei teorii mai fundamentale, numită teoria M.
Recent, multă atenție a teoreticienilor corzilor a fost pusă pe dezvoltarea unei idei creată de Maldacena în 1997. Maldacena a arătat că prin teoria corzilor s-ar putea găsi o dualitate între o teorie gauge și o teorie gravitațională. Folosind această dualitate se pot explora teoriile „tradiționale” gauge (sau, cel puțin extensiile lor supersimetrice) folosind metode din fizica gravitațională. Pentru această abordare de lucru nu este necesar ca particulele fundamentale să fie de fapt corzilor, dualitatea matematică funcționează independent de această presupunere.
Sursa: Hakon Enger December, String Theory and the Scientific Method
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2
Descoperă universul fizicii printr-o perspectivă fenomenologică captivantă!
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1
O explorare cuprinzătoare a fizicii, combinând perspective teoretice cu fenomene din lumea reală.
Mecanica cuantică fenomenologică
Intră în lumea fascinantă a mecanicii cuantice. Nu rata ocazia de a explora frontierele științei!
Lasă un răspuns