Teorija struna, jedna od najambicioznijih ideja moderne fizike, mijenja naše shvaćanje svemira tvrdeći da temeljni gradivni elementi stvarnosti nisu čestice poput elektrona ili kvarkova, već nevjerojatno sitne, vibrirajuće strune energije. Ove strune navodno stvaraju sve—od materije do sila koje upravljaju kozmosom. No, unatoč svojoj revolucionarnoj prirodi, teorija struna ostaje nedokazana.
Novo istraživanje, međutim, donosi zanimljiv preokret. Korištenjem teorijskog metoda poznatog kao “bootstrap pristup,” znanstvenici su otkrili matematičke dokaze koji jačaju teoriju struna, približavajući nas razumijevanju prave prirode svemira.
Zašto još uvijek ne možemo otkriti strune?
Teoretski, strune su veličine oko 10-35, što je nevjerojatno mala skala. Za usporedbu, Veliki hadronski sudarač (LHC), najsnažniji akcelerator čestica na svijetu, može detektirati objekte veličine do 10-20
metara—još uvijek preveliko za opažanje struna. Zbog ovih tehnoloških ograničenja, znanstvenici se oslanjaju na teorijske modele umjesto na eksperimente.
Bootstrap pristup nudi kreativno rješenje, zaobilazeći potrebu za izravnim otkrivanjem i oslanjajući se na matematičke principe.
Objašnjenje bootstrap pristupa
Bootstrap pristup ne pokušava rekonstruirati sustave od nule. Umjesto toga, temelji se na univerzalnim pravilima koja svaki fizički sustav mora slijediti, uključujući uzročnost (odnos uzroka i posljedica), simetriju i matematičku dosljednost.
Jedan od glavnih ciljeva istraživanja bila je analiza interakcija čestica tijekom sudara pri visokim energijama. Te interakcije opisuju se pomoću “amplituda raspršenja,” matematičkih formula koje izračunavaju vjerojatnosti različitih ishoda. Istraživači su primijenili dva ključna načela:
- Lokalnost: Sile ne mogu djelovati trenutno na velikim udaljenostima; učinci se šire s vremenom.
- Unitaritet: U kvantnoj mehanici, zbroj svih mogućih ishoda mora iznositi 100%.
Iznenađujuće, rezultati ovih načela bili su u savršenom skladu s Veneziano amplitudom, formulom koja je ključna za teoriju struna i opisuje interakcije struna tijekom sudara. Ovo otkriće snažno podržava vjerodostojnost teorije.
Jednostavniji put prema velikim otkrićima
Jedno od najuzbudljivijih otkrića u studiji je činjenica da se složeni okvir teorije struna može svesti na osnovna matematička pravila, a pritom zadržati dosljednost. Ovo čini teoriju pristupačnijom i lakšom za istraživanje.
Clifford Cheung, profesor teorijske fizike na Caltechu i vodeći autor studije, naglašava značaj istraživanja, ali priznaje njegova ograničenja. “Ovaj rad ne potvrđuje teoriju struna—eksperimenti će na kraju odlučiti,” objasnio je. Za sada, fokus ostaje na usavršavanju teorijskih metoda dok se čeka tehnološki napredak.
Znanstvenici planiraju proširiti bootstrap pristup kako bi istražili interakcije između više čestica. Trenutno istraživanje fokusira se na interakcije dviju čestica, ostavljajući prostor za daljnja istraživanja. Kako nastavljaju usavršavati teorijske modele, približavaju se otkrivanju tajni svemira.
