Två sidor av myntet vibrerar på samma sträng
Albert Einstein lyckades aldrig skapa en enhetlig teori som förklarade hela världen i en sammanhängande struktur. Under loppet av ett sekel kombinerade forskare tre av de fyra kända fysiska krafterna till vad de kallade Standardmodellen. Det finns dock kvar en fjärde kraft, gravitationen, som inte riktigt passar in i detta mysterium.
Eller kanske det är det?
Tack vare upptäckterna och slutsatserna från fysiker som är associerade med det berömda amerikanska Princeton University finns det nu en skugga av en chans att förena Einsteins teorier med en värld av elementarpartiklar, som styrs av kvantmekanik.
Även om det ännu inte är en "teori om allt", avslöjar arbete som utfördes för mer än tjugo år sedan och fortfarande kompletteras fantastiska matematiska mönster. Einsteins gravitationsteori med andra områden av fysiken - i första hand med subatomära fenomen.
Allt började med fotspår som hittades på 90-talet Igor Klebanov, professor i fysik vid Princeton. Även om vi faktiskt borde gå ännu djupare, på 70-talet, när forskare studerade de minsta subatomära partiklarna som kallas kvarkar.
Fysiker fann det konstigt att oavsett hur mycket energi protonerna kolliderade med, så kunde kvarkarna inte fly - de förblev alltid instängda inuti protonerna.
En av dem som arbetade med den här frågan var Alexander Polyakoväven professor i fysik vid Princeton. Det visade sig att kvarkarna är "limmade" ihop av de då nya namngivna partiklarna beröm mig. Ett tag trodde forskare att gluoner kunde bilda "strängar" som binder samman kvarkar. Polyakov såg ett samband mellan partikelteori och stru teorimen kunde inte styrka detta med några bevis.
Under senare år började teoretiker antyda att elementarpartiklar faktiskt var små bitar av vibrerande strängar. Denna teori har varit framgångsrik. Dess visuella förklaring kan vara följande: precis som en vibrerande sträng i en fiol genererar olika ljud, bestämmer strängvibrationer i fysiken massan och beteendet hos en partikel.
1996, Klebanov, tillsammans med en student (och senare en doktorand) Stephen Gubser och postdoktor Amanda Pete, använde strängteori för att beräkna gluoner och jämförde sedan resultaten med strängteori för.
Teammedlemmarna var förvånade över att båda metoderna gav mycket likartade resultat. Ett år senare studerade Klebanov absorptionshastigheten för svarta hål och fann att den här gången matchade de exakt. Ett år senare, den berömda fysikern Juan Maldacena fann en överensstämmelse mellan en speciell form av gravitation och en teori som beskriver partiklar. Under de följande åren arbetade andra forskare med det och utvecklade matematiska ekvationer.
Utan att gå in på subtiliteterna i dessa matematiska formler, kom allt till det faktum att gravitationell och subatomär interaktion mellan partiklar är som två sidor av samma mynt. Å ena sidan är det en utökad version av gravitationen hämtad från Einsteins allmänna relativitetsteori från 1915. Å andra sidan är det en teori som grovt beskriver subatomära partiklars beteende och deras interaktioner.
Klebanovs arbete fortsattes av Gubser, som senare blev professor i fysik vid ... Princeton University, naturligtvis, men tyvärr dog han för några månader sedan. Det var han som hävdade genom åren att den stora föreningen av de fyra interaktionerna med gravitationen, inklusive användningen av strängteori, kunde ta fysiken till en ny nivå.
Men matematiska beroenden måste på något sätt bekräftas experimentellt, och detta är mycket värre. Än så länge finns det inget experiment för att göra detta.
Se även:
