მონეტის ორი მხარე ვიბრირებს ერთ სტრინგზე

ალბერტ აინშტაინმა ვერასოდეს მოახერხა ერთიანი თეორიის შექმნა, რომელიც მთელ სამყაროს ერთ თანმიმდევრულ სტრუქტურაში ხსნიდა. ერთი საუკუნის განმავლობაში, მკვლევარებმა გააერთიანეს ოთხი ცნობილი ფიზიკური ძალიდან სამი, რასაც მათ უწოდეს სტანდარტული მოდელი. თუმცა, რჩება მეოთხე ძალა, გრავიტაცია, რომელიც ბოლომდე არ ჯდება ამ საიდუმლოში.

ან იქნებ არის?

ცნობილ ამერიკულ პრინსტონის უნივერსიტეტთან ასოცირებული ფიზიკოსების აღმოჩენებისა და დასკვნების წყალობით, ახლა არის აინშტაინის თეორიების შეჯერების შანსი ელემენტარული ნაწილაკების სამყაროსთან, რომელსაც მართავს კვანტური მექანიკა.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს ჯერ კიდევ არ არის „ყველაფრის თეორია“, ოც წელზე მეტი ხნის წინ ჩატარებული და ჯერ კიდევ დამატებული სამუშაოები საოცარ მათემატიკურ ნიმუშებს ავლენს. აინშტაინის გრავიტაციის თეორია ფიზიკის სხვა სფეროებთან – პირველ რიგში სუბატომურ მოვლენებთან.

ყველაფერი 90-იან წლებში ნაპოვნი ნაკვალევით დაიწყო იგორ კლებანოვიპრინსტონის ფიზიკის პროფესორი. მართალია, ჩვენ კიდევ უფრო ღრმად უნდა ჩავუღრმავდეთ, 70-იან წლებში, როდესაც მეცნიერებმა შეისწავლეს ყველაზე პატარა სუბატომური ნაწილაკები ე.წ. კვარკები.

ფიზიკოსებს უცნაურად ჩათვალეს, რომ პროტონების შეჯახების მნიშვნელობაც არ უნდა იყოს, კვარკები ვერ ახერხებდნენ თავის დაღწევას - ისინი უცვლელად რჩებოდნენ პროტონების შიგნით.

ერთ-ერთი ვინც ამ საკითხზე მუშაობდა იყო ალექსანდრე პოლიაკოვიასევე ფიზიკის პროფესორი პრინსტონში. აღმოჩნდა, რომ კვარკები ერთმანეთს „აწებებენ“ მაშინდელი ახალი დასახელებული ნაწილაკებით შემაქე. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, მკვლევარები ფიქრობდნენ, რომ გლუონებს შეუძლიათ შექმნან "სიმები", რომლებიც აკავშირებენ კვარკებს. პოლიაკოვმა დაინახა კავშირი ნაწილაკების თეორიასა და სტრუ თეორიამაგრამ ამის დამტკიცება რაიმე მტკიცებულებით ვერ შეძლო.

შემდგომ წლებში თეორეტიკოსებმა დაიწყეს ვარაუდი, რომ ელემენტარული ნაწილაკები სინამდვილეში ვიბრაციული სიმების პატარა ნაჭრები იყო. ეს თეორია წარმატებული იყო. მისი ვიზუალური ახსნა შეიძლება შემდეგი იყოს: ისევე როგორც ვიბრაციული სიმი ვიოლინოში წარმოქმნის სხვადასხვა ბგერებს, სიმების ვიბრაცია ფიზიკაში განსაზღვრავს ნაწილაკების მასას და ქცევას.

1996 წელს კლებანოვი სტუდენტთან ერთად (და მოგვიანებით დოქტორანტი) სტივენ გუბსერი და პოსტდოქტორანტი ამანდა პეტი, გამოიყენა სიმების თეორია გლუონების გამოსათვლელად, შემდეგ კი შედეგები შეადარა სიმების თეორიას.

გუნდის წევრები გაკვირვებულები იყვნენ, რომ ორივე მიდგომამ ძალიან მსგავსი შედეგი გამოიღო. ერთი წლის შემდეგ კლებანოვმა შეისწავლა შავი ხვრელების შთანთქმის სიჩქარე და აღმოაჩინა, რომ ამჯერად ისინი ზუსტად ემთხვეოდნენ. ერთი წლის შემდეგ ცნობილი ფიზიკოსი ხუან მალდასენა იპოვა შესაბამისობა გრავიტაციის სპეციალურ ფორმასა და ნაწილაკების აღწერის თეორიას შორის. შემდგომ წლებში მასზე სხვა მეცნიერები მუშაობდნენ და მათემატიკური განტოლებები შეიმუშავეს.

ამ მათემატიკური ფორმულების დახვეწილობის გარეშე, ყველაფერი იქამდე მივიდა, რომ ნაწილაკების გრავიტაციული და სუბატომური ურთიერთქმედება ერთი და იმავე მონეტის ორ მხარეს ჰგავს. ერთის მხრივ, ეს არის გრავიტაციის გაფართოებული ვერსია, რომელიც აღებულია აინშტაინის 1915 წლის ფარდობითობის ზოგადი თეორიიდან, მეორე მხრივ, ეს არის თეორია, რომელიც უხეშად აღწერს სუბატომური ნაწილაკების ქცევას და მათ ურთიერთქმედებას.

კლებანოვის მოღვაწეობა გააგრძელა გუბსერმა, რომელიც შემდგომში, რა თქმა უნდა, ფიზიკის პროფესორი გახდა... პრინსტონის უნივერსიტეტში, მაგრამ, სამწუხაროდ, რამდენიმე თვის წინ გარდაიცვალა. სწორედ ის ამტკიცებდა წლების განმავლობაში, რომ გრავიტაციასთან ოთხი ურთიერთქმედების გრანდიოზული გაერთიანება, სიმების თეორიის გამოყენების ჩათვლით, ფიზიკას ახალ საფეხურზე გადაიყვანს.

თუმცა, მათემატიკური დამოკიდებულებები როგორმე უნდა დადასტურდეს ექსპერიმენტულად და ეს ბევრად უარესია. ჯერჯერობით არ არსებობს ექსპერიმენტი ამის გასაკეთებლად.