Az érem két oldala ugyanazon a húron rezeg
Albert Einsteinnek soha nem sikerült olyan egységes elméletet alkotnia, amely az egész világot egyetlen koherens struktúrában magyarázza el. Egy évszázad leforgása alatt a kutatók a négy ismert fizikai erő közül hármat egyesítettek az úgynevezett Standard Modellbe. Marad azonban egy negyedik erő, a gravitáció, amely nem egészen illik ebbe a rejtélybe.
Vagy talán az?
A híres amerikai Princeton Egyetemhez kötődő fizikusok felfedezéseinek és következtetéseinek köszönhetően most megvan az esély arra, hogy Einstein elméleteit összeegyeztessük az elemi részecskék világával, amelyet a kvantummechanika ural.
Bár ez még nem "minden elmélete", a több mint húsz éve végzett és még mindig kiegészítés alatt álló munka elképesztő matematikai mintákat tár fel. Einstein gravitációs elmélete a fizika más területeivel - elsősorban a szubatomi jelenségekkel.
Az egész a 90-es években talált lábnyomokkal kezdődött Igor Klebanov, a Princeton fizika professzora. Bár valójában még mélyebbre kellene mennünk, a 70-es években, amikor a tudósok a legkisebb szubatomi részecskéket, ún. kvarkok.
A fizikusok furcsának találták, hogy bármennyi energiával ütköztek is a protonok, a kvarkok nem tudtak elmenekülni – mindig a protonok belsejében maradtak.
Az egyik, aki ezen a témán dolgozott, az volt Alekszandr Poljakova Princeton fizikaprofesszora is. Kiderült, hogy a kvarkokat az akkor új elnevezésű részecskék "ragasztják" össze dicsérj meg. Egy ideig a kutatók úgy gondolták, hogy a gluonok "húrokat" alkothatnak, amelyek kvarkokat kötnek össze. Poljakov összefüggést látott a részecskeelmélet és a között stru elméletde ezt semmilyen bizonyítékkal nem tudta alátámasztani.
A későbbi években a teoretikusok azt sugallták, hogy az elemi részecskék valójában rezgő húrok apró darabjai. Ez az elmélet sikeres volt. Vizuális magyarázata a következő lehet: ahogy a hegedűben vibráló húr különböző hangokat generál, úgy a fizikában a húrrezgés határozza meg a részecske tömegét és viselkedését.
1996-ban Klebanov egy hallgatóval (majd egy doktoranduszával) együtt Gubser István és posztdoktori ösztöndíjas Amanda Pete, húrelméletet használt a gluonok kiszámításához, majd összehasonlította az eredményeket a húrelmélettel.
A csapat tagjait meglepte, hogy mindkét megközelítés nagyon hasonló eredményeket hozott. Egy évvel később Klebanov tanulmányozta a fekete lyukak abszorpciós sebességét, és megállapította, hogy ezúttal pontosan megegyeznek. Egy évvel később a híres fizikus Juan Maldasena megfelelést talált a gravitáció egy speciális formája és a részecskéket leíró elmélet között. A következő években más tudósok dolgoztak rajta, és matematikai egyenleteket dolgoztak ki.
Anélkül, hogy belemennénk ezeknek a matematikai képletek finomságaiba, minden arra a tényre jutott, hogy A részecskék gravitációs és szubatomi kölcsönhatása olyan, mint ugyanannak az éremnek a két oldala. Ez egyrészt a gravitáció kiterjesztett változata Einstein 1915-ös általános relativitáselméletéből, másrészt egy olyan elmélet, amely nagyjából leírja a szubatomi részecskék viselkedését és kölcsönhatásaikat.
Klebanov munkáját Gubser folytatta, aki később a fizika professzora lett a ... Princetoni Egyetemen természetesen, de sajnos néhány hónapja meghalt. Ő volt az, aki az évek során azzal érvelt, hogy a négy kölcsönhatás nagymértékű egyesítése a gravitációval, beleértve a húrelmélet használatát, új szintre emelheti a fizikát.
A matematikai függőségeket azonban valahogy kísérletileg meg kell erősíteni, és ez sokkal rosszabb. Egyelőre nincs kísérlet erre.
Lásd még:
