Teoria șirurilor este o teorie matematică care încearcă să explice anumite fenomene care nu este explicabilă în prezent în modelul standard al fizicii cuantice.
Bazele teoriei corzilor
La baza sa, teoria coardelor folosește un model de șiruri unidimensionale în locul particulelor fizicii cuantice. Aceste șiruri, dimensiunea Lungimea planck (10-35 m), vibrează la frecvențe rezonante specifice. Unele versiuni recente ale teoriei șirurilor au prezis că șirurile pot avea o lungime mai mare până la o dimensiune de aproape un milimetru, ceea ce ar însemna că sunt pe tărâmul pe care experimentele le-ar putea detecta lor. Formulele care rezultă din teoria șirurilor prevăd mai mult de patru dimensiuni (10 sau 11 în cele mai comune variante, deși o versiune necesită 26 de dimensiuni), dar dimensiunile suplimentare sunt „ondulate” în Planck lungime.
În plus față de șiruri, teoria șirurilor conține un alt tip de obiect fundamental numit a Brane, care poate avea mult mai multe dimensiuni. În unele „scenarii din lumea ramurilor”, universul nostru este de fapt „blocat” în interiorul unei ramuri tridimensionale (numită 3-ramă).
Teoria șirurilor a fost dezvoltată inițial în anii ’70, în încercarea de a explica unele inconsistențe cu comportamentul energetic al hadronilor și al altor particule fundamentale ale fizicii.
La fel ca în mare parte din fizica cuantică, matematica care se aplică teoriei corzilor nu poate fi rezolvată în mod unic. Fizicienii trebuie să aplice teoria perturbațiilor pentru a obține o serie de soluții aproximate. Aceste soluții, desigur, includ presupuneri care pot fi sau nu adevărate.
Speranța motrice din spatele acestei lucrări este că va rezulta într-o „teorie a tuturor”, inclusiv o soluție la problema gravitația cuanticăși să se împace fizică cuantică cu relativitate generală, împăcând astfel forțe fundamentale ale fizicii.
Variante ale teoriei șirurilor
Teoria originală a corzilor s-a concentrat doar pe particule de boson.
Teoria superstringului (scurt pentru „teoria supersimetrică a șirurilor”) încorporează bosoni cu o altă particulă, fermioni, precum și supersimetria modelării gravitației. Există cinci teorii independente de superstring:
- Tipul 1
- Tip IIA
- Tip IIB
- Tipul HO
- Tipul HE
M-Theory: O teorie de superstring, propusă în 1995, care încearcă să consolideze modelele de tip I, tip IIA, tip IIB, tip HO și tip HE ca variante ale aceluiași model fizic fundamental.
O consecință a cercetării în teoria șirurilor este realizarea faptului că există un număr imens de teorii care ar putea fi construite, determinându-i pe unii să se întrebe dacă această abordare va dezvolta vreodată „teoria a tot” pe care mulți cercetători spera inițial. În schimb, mulți cercetători au adoptat părerea că ei descriu un peisaj vast de teorie a șirurilor de structuri teoretice posibile, mulți dintre ei nu descriu de fapt universul nostru.
Cercetări în teoria șirurilor
În prezent, teoria șirurilor nu a făcut nici o predicție care nu este explicată și printr-o teorie alternativă. Nu este nici dovedit în mod special, nici falsificat, deși are caracteristici matematice care îi oferă un interes deosebit multor fizicieni.
O serie de experimente propuse ar putea avea posibilitatea de a afișa „efecte de șir”. Energia necesară pentru multe astfel de experimente nu este în prezent obținută, deși unele sunt pe tărâmul posibilității în viitorul apropiat, cum ar fi posibilele observații de la negru găuri.
Numai timpul va spune dacă teoria coardelor va putea ocupa un loc dominant în știință, dincolo de a inspira inimile și mințile multor fizicieni.