De grondbeginselen van de snaartheorie

PASIEKA / Getty Images

Snaartheorie is een wiskundige theorie die bepaalde fenomenen probeert te verklaren die momenteel niet verklaarbaar zijn onder het standaardmodel van de kwantumfysica.

De grondbeginselen van de snaartheorie

In de kern gebruikt de snaartheorie een model van eendimensionale snaren in plaats van de deeltjes van de kwantumfysica. Deze snaren, de grootte van de Plank lengte (10 .)^-35m), trillen op specifieke resonantiefrequenties. Sommige recente versies van de snaartheorie hebben voorspeld dat de snaren een langere lengte zouden kunnen hebben, tot bijna een millimeter groot, wat zou betekenen dat ze zich in het rijk bevinden dat experimenten ze zouden kunnen detecteren. De formules die voortkomen uit de snaartheorie voorspellen meer dan vier dimensies (10 of 11 in de meest voorkomende varianten, hoewel één versie 26 dimensies vereist), maar de extra dimensies zijn 'opgerold' binnen de Planck-lengte.

Naast de snaren bevat de snaartheorie nog een ander type fundamenteel object genaamd a bran , die veel meer dimensies kan hebben. In sommige 'braneworld-scenario's' zit ons universum eigenlijk 'vast' in een driedimensionale braan (een 3-brane genoemd).

De snaartheorie werd oorspronkelijk ontwikkeld in de jaren zeventig in een poging om enkele inconsistenties met het energiegedrag van hadronen en andere fundamentele deeltjes van de natuurkunde .

Zoals met veel van de kwantumfysica, kan de wiskunde die van toepassing is op de snaartheorie niet op unieke wijze worden opgelost. Natuurkundigen moeten de storingstheorie toepassen om een ​​reeks benaderde oplossingen te verkrijgen. Dergelijke oplossingen bevatten natuurlijk aannames die al dan niet waar kunnen zijn.

De drijvende hoop achter dit werk is dat het zal resulteren in een 'theorie van alles', inclusief een oplossing voor het probleem van kwantumzwaartekracht , en te verzoenen kwantumfysica met algemene relativiteitstheorie , waardoor de fundamentele krachten van de natuurkunde .

Varianten van de snaartheorie

De originele snaartheorie richtte zich alleen op bosondeeltjes .

Supersnaartheorie (afkorting van 'supersymmetrische snaartheorie') neemt bosonen op met een ander deeltje, fermionen , evenals supersymmetrie om de zwaartekracht te modelleren. Er zijn vijf onafhankelijke supersnaartheorieën:

• Type 1
• Type IIA
• Type IIB
• Typ HO
• Typ HE

M-theorie : Een supersnaartheorie, voorgesteld in 1995, die probeert de Type I-, Type IIA-, Type IIB-, Type HO- en Type HE-modellen te consolideren als varianten van hetzelfde fundamentele fysieke model.

Een gevolg van het onderzoek naar de snaartheorie is het besef dat er een immens aantal mogelijke theorieën is die geconstrueerd kunnen worden, waardoor sommigen zich afvragen of deze benadering ooit de 'theorie van alles' zal ontwikkelen waar veel onderzoekers oorspronkelijk op hoopten. In plaats daarvan hebben veel onderzoekers het standpunt ingenomen dat ze een enorm landschap van snaartheorieën beschrijven van mogelijke theoretische structuren, waarvan vele niet echt ons universum beschrijven.

Onderzoek in snaartheorie

Op dit moment heeft de snaartheorie geen enkele voorspelling gedaan die ook niet door een alternatieve theorie wordt verklaard. Het is niet specifiek bewezen of vervalst, hoewel het wiskundige kenmerken heeft die het veel natuurkundigen aanspreken.

Een aantal voorgestelde experimenten zou de mogelijkheid kunnen hebben om 'snaareffecten' weer te geven. De energie die nodig is voor veel van dergelijke experimenten is momenteel niet verkrijgbaar, hoewel sommige in de nabije toekomst mogelijk zijn, zoals mogelijke waarnemingen van zwarte gaten.

Alleen de tijd zal leren of de snaartheorie een dominante plaats in de wetenschap zal kunnen innemen, naast het inspireren van de harten en geesten van veel natuurkundigen.