Twee kante van die munt vibreer op dieselfde tou
Albert Einstein het nooit daarin geslaag om 'n verenigde teorie te skep wat die hele wêreld in een samehangende struktuur verduidelik het nie. In die loop van 'n eeu het navorsers drie van die vier bekende fisiese kragte gekombineer in wat hulle die Standaardmodel genoem het. Daar bly egter 'n vierde krag, swaartekrag, wat nie heeltemal in hierdie raaisel pas nie.
Of dalk is dit?
Danksy die ontdekkings en gevolgtrekkings van fisici wat verband hou met die beroemde Amerikaanse Princeton-universiteit, is daar nou 'n skaduwee van 'n kans om Einstein se teorieë te versoen met die wêreld van elementêre deeltjies, wat deur kwantummeganika beheer word.
Alhoewel dit nog nie 'n "teorie van alles" is nie, openbaar werk wat meer as twintig jaar gelede gedoen is en steeds aangevul word, wonderlike wiskundige patrone. Einstein se teorie van swaartekrag met ander areas van fisika - hoofsaaklik met subatomiese verskynsels.
Dit het alles begin met voetspore wat in die 90's gevind is Igor Klebanov, professor in fisika aan Princeton. Alhoewel ons eintlik nog dieper moet gaan, in die 70's, toe wetenskaplikes die kleinste subatomiese deeltjies bestudeer het genaamd kwarke.
Fisici het dit vreemd gevind dat ongeag met hoeveel energie die protone gebots het, die kwarks nie kon ontsnap nie - hulle het altyd vasgevang in die protone gebly.
Een van diegene wat aan hierdie kwessie gewerk het, was Alexander Polyakovook professor in fisika aan Princeton. Dit het geblyk dat die kwarke deur die destyds nuwe benoemde deeltjies aanmekaar "gegom" word prys my. Navorsers het vir 'n rukkie gedink dat gluone "stringe" kan vorm wat kwarks saambind. Polyakov het 'n verband tussen partikelteorie en stru teoriemaar kon dit nie met enige bewyse staaf nie.
In later jare het teoretici begin voorstel dat elementêre deeltjies eintlik klein stukkies vibrerende snare was. Hierdie teorie was suksesvol. Die visuele verduideliking daarvan kan soos volg wees: net soos 'n vibrerende snaar in 'n viool verskeie klanke genereer, bepaal snaarvibrasies in fisika die massa en gedrag van 'n deeltjie.
In 1996 het Klebanov saam met 'n student (en later 'n doktorale student) Stephen Gubser en Nadoktorale Genoot Amanda Piet, gebruik snaarteorie om gluone te bereken, en vergelyk dan die resultate met snaarteorie vir.
Die spanlede was verbaas dat beide benaderings baie soortgelyke resultate opgelewer het. 'n Jaar later het Klebanov die absorpsietempo van swart gate bestudeer en gevind dat dit hierdie keer presies ooreenstem. 'n Jaar later, die beroemde fisikus Juan Maldasena 'n ooreenkoms gevind tussen 'n spesiale vorm van swaartekrag en 'n teorie wat deeltjies beskryf. In die daaropvolgende jare het ander wetenskaplikes daaraan gewerk en wiskundige vergelykings ontwikkel.
Sonder om op die subtiliteite van hierdie wiskundige formules in te gaan, het dit alles daarop neergekom gravitasie- en subatomiese interaksie van deeltjies is soos twee kante van dieselfde munt. Aan die een kant is dit 'n uitgebreide weergawe van swaartekrag wat geneem is uit Einstein se algemene relatiwiteitsteorie van 1915. Aan die ander kant is dit 'n teorie wat rofweg die gedrag van subatomiese deeltjies en hul interaksies beskryf.
Klebanov se werk is voortgesit deur Gubser, wat later 'n professor in fisika aan ... Princeton Universiteit geword het, natuurlik, maar, ongelukkig, is hy 'n paar maande gelede oorlede. Dit was hy wat oor die jare aangevoer het dat die grootse vereniging van die vier interaksies met swaartekrag, insluitend die gebruik van snaarteorie, fisika na 'n nuwe vlak kan neem.
Wiskundige afhanklikhede moet egter op een of ander manier eksperimenteel bevestig word, en dit is veel erger. Tot dusver is daar geen eksperiment om dit te doen nie.
Sien ook:
