Le particelle fondamentali dell'universo che i fisici
hanno identificato (elettroni, neutrini, quarks e così via -- sono "segna"
di tutta la materia. Giusto come le loro controparti linguistiche, sembrano
non avere ulteriore sottostruttura interna. La teoria della stringa afferma
al contrario. Secondo la teoria della stringa, se potessimo esaminare queste
particelle con ancora precisione più grande -- una precisione molti ordini
di grandezza oltre la nostra capienza tecnologica attuale -- troveremmo che
ciascuno non è come un punto ma preferibilmente consistiamo di un ciclo
molto piccolo e unidimensionale. Come un elastico infinitamente sottile, ogni
particella contiene una vibrazione, oscillarte, ballante il filamento che i
fisici hanno chiamato una stringa.
Nella
figura sotto, illustriamo questa idea essenziale della teoria della stringa,
cominciando da una parte ordinaria della materia. Ingrandendo ripetutamente
la struttura di una mela per rivelare i suoi ingredienti, la sua scala non è
mai ridotta. La teoria della stringa aggiunge il nuovo strato microscopico di
un ciclo di vibrazione alla progressione precedentemente conosciuta dagli atomi
attraverso i protoni, i neutroni, gli elettroni ed i quarks.
Che cosa è in una mela (o in niente altro per quella materia)? Bene, se andate giù abbastanza lontano in scala, i teorici della stringa dicono, voi troveranno i cicli molto piccoli e di vibrazioni di stringa.
Anche se è affatto evidente, questo rimontaggio semplice dei costituenti materiali della punto-particella con le stringhe, risolve l'incompatibilità fra i meccanici di quantum e la relatività generale (che, come attualmente formulati, non possono entrambi essere di destra). Metta insieme i unravels di teoria quindi il nodo centrale di Gordian della fisica teorica contemporanea. Ciò è un successo tremendo, ma fa parte soltanto della teoria della stringa di motivo ha generato tale eccitamento
La teoria delle stringhe
La
teoria delle stringhe è un modello fisico i cui costituenti fondamentali
sono oggetti ad una dimensione (le stringhe) invece che di dimensione nulla
(i punti) caratteristici della fisica anteriore alla teoria delle stringhe.
Per questa ragione le teorie di stringa sono capaci di evitare i problemi di
una teoria fisica connessi alla presenza di particelle puntiformi.
Uno studio più approfondito della teoria delle stringhe ha rivelato che
gli oggetti descritti dalla teoria possono essere di varie dimensioni e quindi
essere punti (0 dimensioni) stringhe (1 dimensione) membrane (2 dimensioni)
e oggetti di dimensioni superiori. Bisogna comunque dire chiaramente che la
teoria delle stringhe non ha finora prodotto alcuna predizione che possa essere
sottoposta a verifica sperimentale.
Il termine teoria delle stringhe si riferisce propriamente sia alla teoria bosonica
a 26 dimensioni che alla teoria supersimmetrica a 10 dimensioni, scoperta aggiungendo
la supersimmetria. Tuttavia nell'uso comune teoria delle stringhe si riferisce
alla variante supersimmetrica mentre la teoria anteriore va sotto il nome di
teoria bosonica delle stringhe.
L'interesse della teoria risiede nel fatto che si spera che possa essere una
teoria del tutto. È una soluzione percorribile per la gravità
quantistica e in più può descrivere in modo naturale le interazioni
elettromagnetiche e le altre interazioni fondamentali. La teoria supersimmetrica
include anche i fermioni, i blocchi costituenti la materia. Non si conosce ancora
se la teoria delle stringhe sia capace di descrivere un universo con le stesse
caratteristiche di forze e materia di quello che stiamo osservando, né
quanta libertà di scegliere questi dettagli possa permettere.
Ad un livello più concreto la teoria delle stringhe ha originato progressi
nella matematica dei nodi, negli spazi di Calabi-Yau ed in molti altri campi.
La matematica più entusiasmante negli ultimi anni è nata dalla
teoria delle stringhe. La teoria delle stringhe ha anche gettato maggior luce
sulle teorie di gauge supersimmetrico, un argomento che include possibili estensioni
del modello standard.
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