Dvije strane novčića vibriraju na jednoj žici

Albert Ajnštajn nikada nije uspeo da stvori jedinstvenu teoriju koja bi objasnila ceo svet u jednoj koherentnoj strukturi. Tokom jednog veka, istraživači su kombinovali tri od četiri poznate fizičke sile u ono što su nazvali Standardni model. Međutim, ostaje četvrta sila, gravitacija, koja se baš i ne uklapa u ovu misteriju.

Ili možda jeste?

Zahvaljujući otkrićima i zaključcima fizičara povezanih sa čuvenim američkim Univerzitetom Princeton, sada postoji senka šanse da se Ajnštajnove teorije pomire sa svetom elementarnih čestica, kojim vlada kvantna mehanika.

Iako to još nije "teorija svega", rad obavljen prije više od dvadeset godina i koji se još dopunjava otkriva zadivljujuće matematičke obrasce. Ajnštajnova teorija gravitacije sa drugim oblastima fizike - prvenstveno sa subatomskim fenomenima.

Sve je počelo sa otiscima stopala pronađenim 90-ih godina Igor Klebanov, profesor fizike na Princetonu. Iako bi u stvari trebalo ići još dublje, 70-ih godina, kada su naučnici 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 ostajali zarobljeni unutar protona.

Jedan od onih koji su radili na ovom pitanju bio je Alexander Polyakovtakođe profesor fizike na Princetonu. Ispostavilo se da su kvarkovi "zalijepljeni" zajedno sa tada novim imenovanim česticama pohvali me. Neko vrijeme su istraživači mislili da gluoni mogu formirati "žice" koje povezuju kvarkove. Poljakov je vidio vezu između teorije čestica i stru theoryali to nije mogao potkrijepiti nikakvim dokazima.

U kasnijim godinama, teoretičari su počeli sugerirati da su elementarne čestice zapravo mali komadi 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 doktorantom) Steven Gubser i postdoktorski saradnik Amanda Peet, koristio teoriju struna za izračunavanje gluona, a zatim uporedio rezultate sa teorijom struna za.

Članovi tima su bili 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 potpuno poklapaju. Godinu dana kasnije, slavni fizičar Juan Maldacena pronašao korespondenciju između posebnog oblika gravitacije i teorije koja opisuje čestice. U narednim godinama, drugi naučnici su radili na tome i razvili matematičke jednačine.

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

Klebanov rad je nastavio Gubser, koji je kasnije postao profesor fizike na ... Univerzitetu Princeton, naravno, ali je, nažalost, umro prije nekoliko mjeseci. On je bio taj koji je godinama tvrdio da veliko ujedinjenje četiri interakcije sa gravitacijom, uključujući upotrebu teorije struna, može podići fiziku na novi nivo.

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