Redactor: Anemona Davidescu
Grafician: Lavinia Dumitru
În prezent, modelul standard al universului este aproape cea mai precisă descriere matematică a lumii cuantice. Acesta conține 2 categorii principale de particule : fermionii, ce conțin materia și bosonii ce descriu interacțiunile. Acum cel mai probabil vă gândiți că aceasta este teoria supremă conform căreia modelul standard descrie totul, însă exista o interacțiune foarte bine cunoscută de toată lumea, pe care din păcate acest model nu o ia în considerare - gravitația. Pe o scară largă știm că obiectele curbează spațiul și timpul atrăgând astfel alte obiecte. Ca și în cazul altor tipuri de interacțiuni, ne așteptăm ca curbarea spațiu-timp să fie formată din particule mici la scară cuantică numite gravitoni. Dar când încercăm să includem gravitonul în modelul standard, calculele dau rezultate absurde cu valori infinite care nu pot fi eliminate. Pentru a rezolva aceasta problema oamenii de știință au căutat de mai bine de 50 de ani noi teorii, astfel apărând teoria stringurilor, fiind una dintre cele mai promițătoare.
În modelul standard particulele sunt descrise ca puncte de dimensiuni mici, ce au proprietăți diferite, ținând cont de faptul că există mai multe tipuri de particule. În teoria string presupunem că toate aceste particulele sunt făcute dintr-o mică coardă (string) uneori deschisă, și uneori, închisă. Aceste stringuri au vibrații, care precum corzile de chitară acestea pot vibra în diferite moduri și frecvențe. Diferitele moduri de vibrație se comportă ca particule de diferite tipuri. Astfel, când efectuăm calculele descoperim că unele stringuri se comportă ca fotoni și unele chiar ca gravitonii. Pornind de la principiul unic că particulele sunt mici stringuri cu vibratii diferite am explicat de ce există diferite tipuri de particule, precizând în mod natural existența gravitonului, descriind astfel gravitația la scara cuantică.
Interacțiunile în modelul standard sunt locale, emisia unui foton fiind instantanee, însă în teoria String interacțiunile sunt continue, particulele nefiind emise instantaneu, ci treptat. Acest lucru elimină infinitățile pe care le obținem atunci când încercăm să includem gravitonul în modelul standard. În acest fel teoria stringurilor nu numai că prezice existența gravitonului, ci de asemenea, ne permite să calculăm modul în care interacționează cu alte particule și, prin urmare, să descriem gravitația cuantică. Până acum teoria pare foarte promițătoare, explicând de ce există diferitele tipuri de particule și incluzând o descriere cuantică a gravitației, dar din păcate, în această etapă modelul prezintă 3 probleme. Prima problemă este că toate stringurile se comportă ca bosoni, însă în universul nostru există și o altă categorie de particule - fermionii. Până în prezent modelul nostru nu prezice astfel de particule. A doua problemă este că una dintre particulele prezise este ceea ce numim un tahion, masa sa pare a fi un număr imaginar (rădăcina pătrată a unui număr negativ). Aceasta este o problema matematica de care trebuie sa scapam. În sfârșit, cea de a treia problema universul nostru prezinta 4 dimensiuni complete, dar această teorie pare să funcționeze doar într-un univers cu 26 dimensiuni. În acest stadiu, teoria corzilor pare foarte departe de a ne descrie universul. Această ultimă problemă este și cea mai dificilă de rezolvat, celelalte două putând fi rezolvate prin adăugarea super-simetriei.
Astfel teoria string prezintă un model foarte promițător, însă incomplet din mai multe puncte de vedere. Posibila viitoare rezolvare a erorilor teoriei ne poate schimba complet perspectiva de gândire asupra universului nostru.
コメント