Наука 23 января 2025

Как работает Вселенная: ученые нашли новые доказательства теории струн

Физики, изучающие фундаментальные законы Вселенной, сделали шаг к подтверждению теории струн.

Авторы нового исследования предпогают, что гипотеза о существовании крошечных вибрирующих струн, лежащих в основе материи, может быть верной.

Что такое теория струн?

Теория струн предполагает, что мельчайшие частицы Вселенной, такие как электроны и кварки, не являются точечными объектами. Вместо этого их заменяют крошечные вибрирующие струны энергии. Различные частоты и способы их вибрации создают разнообразие частиц, материи, энергии и даже фундаментальных сил природы.

Размер одной струны, по расчетам, составляет около 10⁻³⁵ метра. Однако обнаружить их напрямую невозможно, так как даже самый мощный ускоритель частиц, Большой адронный коллайдер, фиксирует объекты лишь до 10⁻²⁰ метра.

Как физики исследуют струны?

Чтобы обойти технологические ограничения, ученые обратились к математическим моделям. Они использовали метод, называемый бутстрэп, который позволяет анализировать физические системы через базовые принципы, такие как:

— Локальность — ничто не может мгновенно влиять на отдаленные объекты, что сохраняет причинно-следственные связи.

— Унитарность — сумма вероятностей всех возможных исходов взаимодействия должна равняться 100%.

Эти принципы были применены к амплитудам рассеивания частиц, описывающим их столкновения. Итогом расчетов стала амплитуда Венециано, которая предсказывает взаимодействие струн.

Что это значит?

Результаты исследования показывают, что теория струн согласуется с основными законами физики. Однако пока это только теоретическое подтверждение. Для окончательного доказательства потребуется создание более мощных ускорителей частиц, способных исследовать масштабы, близкие к размерам струн.

Перспективы

Если струны будут обнаружены, это изменит наше понимание Вселенной. Теория струн может стать объединяющей теорией, объясняющей как квантовую механику, так и гравитацию, что решит одну из самых сложных проблем современной физики.

Пока же ученые продолжают искать способы приблизиться к разгадке тайны струн. Возможно, в ближайшем будущем новые технологии помогут доказать их существование.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.