Dua sisi syiling bergetar pada satu tali

Albert Einstein tidak pernah berjaya mencipta teori bersatu yang menjelaskan seluruh dunia dalam satu struktur yang koheren. Sepanjang satu abad, penyelidik menggabungkan tiga daripada empat kuasa fizikal yang diketahui ke dalam apa yang mereka panggil Model Standard. Walau bagaimanapun, masih terdapat kuasa keempat, graviti, yang tidak sesuai dengan misteri ini.

Atau mungkin ia?

Terima kasih kepada penemuan dan kesimpulan ahli fizik yang dikaitkan dengan Universiti Princeton Amerika yang terkenal, kini terdapat bayangan peluang untuk mendamaikan teori Einstein dengan dunia zarah asas, yang dikuasai oleh mekanik kuantum.

Walaupun ia belum lagi menjadi "teori segala-galanya", kerja yang dijalankan lebih daripada dua puluh tahun yang lalu dan masih ditambah mendedahkan corak matematik yang menakjubkan. Teori graviti Einstein dengan bidang fizik yang lain - terutamanya dengan fenomena subatom.

Semuanya bermula dengan tapak kaki yang ditemui pada tahun 90-an Igor Klebanov, profesor fizik di Princeton. Walaupun sebenarnya kita harus pergi lebih dalam lagi, pada tahun 70-an, apabila saintis mengkaji zarah subatom terkecil yang dipanggil kuark.

Ahli fizik mendapati pelik bahawa tidak kira berapa banyak tenaga yang dilanggar oleh proton, kuark tidak dapat melarikan diri-mereka sentiasa terperangkap di dalam proton.

Salah seorang yang mengusahakan isu ini ialah Alexander Polyakovjuga profesor fizik di Princeton. Ternyata kuark itu "dilekatkan" bersama oleh zarah bernama baru itu puji saya. Untuk sementara waktu, penyelidik berpendapat bahawa gluon boleh membentuk "tali" yang mengikat kuark bersama. Polyakov melihat hubungan antara teori zarah dan teori strutetapi tidak dapat membuktikannya dengan sebarang bukti.

Pada tahun-tahun kemudian, ahli teori mula mencadangkan bahawa zarah asas sebenarnya adalah kepingan kecil rentetan bergetar. Teori ini telah berjaya. Penjelasan visualnya boleh seperti berikut: sama seperti tali bergetar dalam biola menghasilkan pelbagai bunyi, getaran tali dalam fizik menentukan jisim dan kelakuan zarah.

Pada tahun 1996, Klebanov, bersama seorang pelajar (dan kemudiannya pelajar kedoktoran) Stephen Gubser dan Fellow Pascadoktoral Amanda Peet, menggunakan teori rentetan untuk mengira gluon, dan kemudian membandingkan hasilnya dengan teori rentetan untuk.

Ahli pasukan terkejut bahawa kedua-dua pendekatan menghasilkan keputusan yang sangat serupa. Setahun kemudian, Klebanov mengkaji kadar penyerapan lubang hitam dan mendapati bahawa kali ini ia betul-betul sepadan. Setahun kemudian, ahli fizik terkenal Juan Maldasena mendapati kesesuaian antara bentuk graviti khas dan teori yang menerangkan zarah. Pada tahun-tahun berikutnya, saintis lain mengusahakannya dan membangunkan persamaan matematik.

Tanpa mendalami kehalusan formula matematik ini, semuanya berpunca daripada fakta itu interaksi graviti dan subatom zarah adalah seperti dua sisi syiling yang sama. Di satu pihak, ia adalah versi lanjutan graviti yang diambil daripada teori relativiti umum Einstein 1915. Sebaliknya, ia adalah teori yang secara kasar menerangkan kelakuan zarah subatom dan interaksinya.

Kerja Klebanov diteruskan oleh Gubser, yang kemudiannya menjadi profesor fizik di ... Universiti Princeton, sudah tentu, tetapi, malangnya, dia meninggal dunia beberapa bulan lalu. Dialah yang berhujah selama bertahun-tahun bahawa penyatuan besar empat interaksi dengan graviti, termasuk penggunaan teori rentetan, boleh membawa fizik ke tahap yang baru.

Walau bagaimanapun, kebergantungan matematik mesti disahkan secara eksperimen, dan ini lebih teruk. Setakat ini tiada percubaan untuk melakukan ini.