Teoria stringhe?

Question

Qualcuno saprebbe spiegarmi la teoria delle stringhe in modo semplice?
Perfavore niente battute sui lacci delle scarpe grazie

Answer 1

La teoria delle stringhe è una teoria della fisica che ipotizza che la materia, l'energia e in alcuni casi lo spazio e il tempo siano in realtà la manifestazione di entità fisiche sottostanti, chiamate appunto stringhe (o brane).

La teoria non ha finora prodotto alcuna predizione che possa essere sottoposta a verifica sperimentale, non esistono quindi conferme sperimentali evidenti della teoria. È però un campo molto attivo della ricerca ed è in veloce sviluppo.

Interazioni nel modo subatomico: linee d'universo di particelle puntiformi nel Modello Standard (a sinistra) e un foglio d'universo composto da stringhe chiuse nella teoria delle stringhe (a destra)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.
Il termine teoria delle stringhe si riferisce propriamente sia alla teoria bosonica a 26 dimensioni che alla teoria supersimmetrica a 10 dimensioni. 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, ossia una teoria che inglobi tutte le forze fondamentali. 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 osservato finora.
Ad un livello più concreto la teoria delle stringhe ha originato progressi nella matematica dei nodi, negli spazi di Calabi-Yau e in molti altri campi. Gli sviluppi di maggior impatto della matematica degli ultimi anni sono nati dallo studio della 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.

Indice [nascondi]
1 La storia
2 Proprietà principali
2.1 Dualità
2.2 Dimensioni Extra
3 Problemi
3.1 Testare la teoria
4 Riferimenti
5 Voci correlate
6 Bibliografia
6.1 Testi divulgativi
6.2 Manuali
7 Collegamenti esterni



[modifica] La storia
La teoria delle stringhe fu originariamente enunciata per spiegare le peculiarità del comportamento degli adroni. Durante gli esperimenti condotti negli acceleratori di particelle, i fisici avevano osservato che lo spin di un adrone non è mai maggiore di un certo multiplo della radice della sua energia. Nessun semplice modello adronico, come quello di renderli composti da un serie di particelle più piccole legate insieme da un qualche tipo di forza, era in grado di spiegare tali relazioni. Nel 1968, il fisico teorico Gabriele Veneziano stava cercando di capire la forza nucleare forte, quando fece una sensazionale scoperta. Veneziano trovò che una formula ormai vecchia di duecento anni creata dal matematico svizzero Eulero, la funzione beta di Eulero, si adattava perfettamente ai dati sull'interazione forte. Veneziano applicò la funzione beta di Eulero

,
con ,

alla forza forte, ma nessuno sapeva spiegarsi perché funzionasse.

Nel 1970, Yoichiro Nambu, Holger Bech Nielsen, e Leonard Susskind presentarono una spiegazione fisica per la straordinaria precisione teorica della formula di Eulero. Rappresentando la forza nucleare attraverso vibranti stringhe ad una sola dimensione, questi fisici mostrarono come la funzione di Eulero descrivesse accuratamente queste forze. Ma anche dopo che i fisici ebbero capito la spiegazione fisica per l'intuizione di Veneziano, la descrizione che le stringhe davano della forza forte faceva predizioni che contraddicevano direttamente le esperienze. La comunità scientifica perse presto interesse nella teoria delle stringhe, e il modello standard, con le sue particelle e i suoi campi, rimase a farla da padrone.

Poi, nel 1974, John Schwarz e Joel Scherk, e indipendentemente Tamiaki Yoneya, studiarono i modelli con caratteristiche da messaggero della vibrazione di stringa e trovarono che le loro proprietà combaciavano esattamente con le particelle mediatrici della forza gravitazionale — i gravitoni. Schwarz e Scherk argomentarono che la teoria delle stringhe non aveva avuto successo perché i fisici ne avevano frainteso gli scopi.

Questo condusse allo sviluppo della teoria di stringa bosonica, che è ancora la versione insegnata a molti studenti. Il bisogno originario di un'indipendente teoria degli adroni è stata accantonata con la nascita della cromodinamica quantistica, la teoria dei quark e delle loro interazioni. Ora si spera che o la teoria delle stringhe o qualcuna derivata da essa comporterà una comprensione fondamentale degli stessi quark.

La teoria di stringa bosonica è formulata in termini di azione di Polyakov, una quantità matematica che può essere usata per prevedere come le stringhe si muovono nello spazio-tempo. Applicando le idee della meccanica quantistica all'azione di Polyakov — procedura nota come quantizzazione — si può dedurre che ogni stringa può vibrare in molti modi diversi, e che ogni stato di vibrazione rappresenta un tipo diverso di particella. La massa di cui è dotata la particella e i vari modi in cui può interagire, sono determinati dai modi in cui la stringa vibra — essenzialmente, dalla nota che la stringa vibrando produce. La scala delle note, ad ognuna delle quali corrisponde una particella, è denominata "spettro energetico" della teoria.

Questi primi modelli includevano sia stringhe aperte, che hanno due punti terminali definiti, che stringhe chiuse, dove gli estremi sono congiunti a formare una anello, un loop. I due tipi di stringa si comportano in maniera leggermente diversa, producendo due spettri. Non tutte le moderne teorie delle stringhe usano entrambi i tipi; alcune comprendono solo le tipologie chiuse.

Comunque, la teoria bosonica comporta dei problemi. Fondamentalmente, la teoria ha una peculiare instabilità, portando al decadimento dello stesso spazio-tempo. In più, come il nome suggerisce, lo spettro di particelle contiene solo bosoni, particelle come il fotone che obbedisce a particolari regole di comportamento. Sebbene i bosoni siano un ingrediente indispensabile nell'universo, non sono i suoi unici costituenti. Investigando su come una teoria delle stringhe debba includere i fermioni nel suo spettro conduce alla supersimmetria, una relazione matematica tra bosoni e fermioni che è ora un settore di studio indipendente. Le teorie delle stringhe che includono vibrazioni fermioniche sono conosciute come teorie delle superstringhe; ne sono stati descritti parecchi tipi diversi.

Tra il 1984 e il 1986, i fisici compresero che la teoria delle stringhe avrebbe potuto descrivere tutte le particelle elementari e le interazioni tra loro, e centinaia di loro iniziarono a lavorare sulla teoria delle stringhe come l'idea più promettente per unificare la fisica. Questa prima rivoluzione delle superstringhe era iniziata dalla scoperta di un anomalo annullamento nella teoria delle stringhe di tipo I da parte di Michael Green e John Schwarz nel 1984. L'anomalia venne eliminata grazie al meccanismo di Green-Schwarz. Altre inaspettate e rivoluzionarie scoperte, come la stringa eterotica, vennero fatte nel 1985.

Negli anni novanta, Edward Witten e altri trovarono forti prove a dimostrazione che le differenti teorie delle superstringhe sono diversi limiti di una sconosciuta teoria a undici dimensioni chiamata teoria M. Queste scoperte stimolarono la seconda rivoluzione delle superstringhe. Quando Witten la chiamò teoria M, non specificò per cosa stesse la M, presumibilmente perché non si sentiva in diritto di denominare una teoria che non era in grado di descrivere interamente. Indovinare per cosa stia la M è diventato una sorta di gioco tra i fisici teorici. La M talvolta viene fatta corrispondere a Mistero, Magia o Madre. Ipotesi più serie includono Matrice o Membrana. Sheldon Glashow ha notato che la M può essere un rovesciamento di W, iniziale di Witten. Altri ipotizzano Mancante, Mostruoso o anche Murky (oscura). Secondo lo stesso Witten, come detto in PBS documentary, basato su "The Elegant Universe" di Brian Greene, la M in teoria M sta per "magia, mistero, o matrice a piacere."

Alcuni recenti sviluppi nel campo delle D-brane, oggetti che i fisici hanno scoperto, possono anche essere incluse in alcune teorie che comprendono stringhe aperte della teoria delle superstringhe.


[modifica] Proprietà principali
Teorie delle stringhe Tipo Dimensioni Dettagli
Bosonica 26 Solo bosoni, nessun fermione, quindi solo forze, niente materia, sia stringhe chiuse che aperte; incongruenza maggiore: una particella con massa immaginaria, chiamata tachione
I 10 Supersimmetria tra forze e materia, con stringhe sia aperte che chiuse, nessun tachione, gruppo simmetrico SO(32)
IIA 10 Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, nessun tachione, fermioni privi di massa con spin in entrambe le direzioni (non-chirali)
IIB 10 Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, nessun tachione, fermioni privi di massa con spin in un'unica direzione (chirali)
HO 10 Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, eterotiche, cioè le stringhe che si muovono verso destra differiscono da quelle che si muovono a sinistra, nessun tachione, gruppo simmetrico SO(32)
HE 10 Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, eterotiche, cioè le stringhe che si muovono verso destra differiscono da quelle che si muovono a sinistra, nessun tachione, gruppo simmetrico E8×E8

Se da un lato comprendere i dettagli delle teorie delle stringhe e delle superstringhe richiede la conoscenza di una matematica abbastanza sofisticata, alcune proprietà qualitative delle stringhe quantistiche possono essere capite in modo abbastanza intuitivo. Per esempio, le stringhe sono soggette a tensione, più o meno come le tradizionali corde degli strumenti; questa tensione è considerata un parametro fondamentale della teoria. La tensione della stringa è strettamente collegata alla sua dimensione. Si consideri una stringa chiusa ad anello, libera di muoversi nello spazio senza essere soggetta a forze esterne. La sua tensione tenderà a farla contrarre in un anello sempre più stretto. L'intuizione classica suggerisce che essa potrebbe ridursi ad un punto, ma questo contraddirebbe il principio di indeterminazione di Heisenberg. La dimensione caratteristica della stringa sarà quindi determinata dall'equilibrio fra la forza di tensione, che tende a renderla più piccola, e l'effetto di indeterminazione, che tende a mantenerla "allargata".

Di conseguenza, la dimensione minima della stringa deve essere collegata alla sua tensione.


[modifica] Dualità
Prima degli anni Novanta, i teorici delle stringhe credevano ci fossero cinque tipi diversi di superstringhe: tipo I, tipo IIA e tipo IIB, e le due teorie di stringhe eterotiche (SO(32) e E8×E8). Si pensava che tra queste cinque teorie candidate, solo una fosse la corretta teoria del tutto, e quella teoria fosse la teoria il cui basso limite energetico, con dieci dimensioni spaziotemporali compattate a quattro, comportava la fisica osservata nel nostro mondo. Ma ora si sa che questa ingenua rappresentazione è sbagliata e che le cinque teorie delle superstringhe sono connesse ad una ulteriore come se fossero ognuna un caso speciale di una qualche teoria più fondamentale. Queste teorie sono collegate da trasformazioni che sono chiamate dualità. Se due teorie sono messe in relazione da una trasformazione di dualità, significa che la prima teoria può essere trasformata in qualche modo così da finire per essere uguale alla seconda teoria. Le due teorie sono dette essere duali nei confronti di un'altra sotto quel tipo di trasformazione.

Queste dualità legano quantità che si pensavano separate. Scale di distanza grandi e piccole, forze d'accoppiamento forti e deboli; queste quantità hanno sempre sottolineato limiti molto distinti nel comportamento di un sistema fisico, sia nei classici campi teorici che nella fisica quantistica delle particelle. Ma le stringhe possono oscurare le differenze tra grande e piccolo, forte e debole e ed è così che cinque teorie in apparenza molto diverse finiscono per essere correlate l'una con l'altra.

Supponendo di essere in uno spazio-tempo in dieci dimensioni, una di queste è temporale e le altre nove sono nove spaziali. Facendo di una di queste nove dimensioni un cerchio di raggio R, muovendosi in una direzione per una distanza L = 2πR si fa un giro attorno al cerchio e si torna la punto di partenza. Una particella che si muove lungo questo cerchio avrà un momento quantizzato attorno al cerchio, e questo contribuirà alla energia totale della particella. Ma una stringa è molto diversa, perché la stringa può avvolgersi intorno al cerchio. Il numero di volte che la stringa si avviluppa al cerchio è chiamato numero di avvolgimento, anch'esso quantizzato. Ora, la cosa misteriosa, ma straordinaria della teoria delle stringhe è che il momento e il numero di avvolgimento possono essere scambiati finché si scambia anche il raggio R del cerchio con la grandezza , dove Lst è la lunghezza della stringa. Se R è molto più piccolo della lunghezza della stringa, allora la grandezza sarà molto grande. Così si cambia la piccola scala di grandezza con quella grande.

Questo tipo di dualità è chiamata dualità T. La dualità T relaziona la superstringa di tipo IIA con la superstringa di tipo IIB. Ciò significa che se si prende il tipo IIA e il tipo IIB e li si compatta su un cerchio, invertendo il momento e il numero di avvolgimento e invertendo la scala di distanza, una teoria cambia in un'altra. Vale la stessa regola per le due teorie eterotiche.

Inoltre, ogni forza ha una costante di accoppiamento. Per l'elettromagnetismo, è proporzionale alla radice della carica elettrica. Quando i fisici studiarono il comportamento quantistico dell'elettromagnetismo, non potevano risolvere esattamente l'intera teoria, così la rompevano in piccoli pezzi, ciascuno dei quali potevano risolvere come una differente potenza della costante di accoppiamento. A normali energie nell'elettromagnetismo, la costante è piccola, e così i primi piccoli pezzi producono una buona approssimazione al valore reale. Ma se la costante cresce, questo metodo di calcolo viene meno.

Questo succede anche nella teoria delle stringhe. Le teorie delle stringhe hanno una costante di accoppiamento. Ma diversamente dalle teorie di particelle, la costante non è solo un numero, ma dipende da una della modalità di oscillazione delle stringhe, chiamata dilatone. Cambiando il campo del dilatone con uno minore, si cambia una costante di accoppiamento elevata con una più piccola. Questa simmetria è chiamata dualità S. Se due teorie delle stringhe sono relazionate dalla dualità S, allora una teoria con una forte costante di accoppiamento è uguale ad un'altra teoria con una costante bassa. La teoria con forte costante non può essere compresa per mezzo di un'espansione in una serie, ma la teoria con bassa costante sì. Così se le teorie sono in relazione attraverso la dualità S, conoscendo la teoria debole, è possibile conoscere anche quella forte.

Le teorie delle superstringhe relazionate dalla dualità S sono: la teoria di superstringhe di tipo I con la superstringa eterotica SO32, e la teoria di tipo II con sé stessa.


[modifica] Dimensioni Extra
Una caratteristica interessante della teoria delle stringhe è che essa predice il numero di dimensioni che l'Universo dovrebbe avere. Né la teoria dell'elettromagnetismo di Maxwell né la teoria della relatività di Einstein dicono nulla sull'argomento: entrambe le teorie richiedono che i fisici inseriscano "a mano" il numero delle dimensioni.

Invece, la teoria delle stringhe consente di calcolare il numero di dimensioni dello spazio-tempo dai suoi principi base. Tecnicamente, questo accade perché il principio di invarianza di Lorentz può essere soddisfatto solo in un certo numero di dimensioni. Più o meno questo equivale a dire che se misuriamo la distanza fra due punti e poi ruotiamo il nostro osservatore di un certo angolo e misuriamo di nuovo, la distanza osservata rimane la stessa solo se l'universo ha un ben preciso numero di dimensioni.

Il solo problema è che quando si esegue questo calcolo, il numero di dimensioni dell'universo non è quattro, come ci si potrebbe attendere (tre assi spaziali e uno temporale), bensì ventisei. Più precisamente, le teorie bosoniche implicano 26 dimensioni, mentre le superstringhe e le teorie-M risultano richiedere 10 o 11 dimensioni. Nelle teorie di stringa bosonica, le 26 dimensioni risultano dall'equazione di Polyakov


(vedere i dettagli tecnici nel preprint "Quantum Geometry of Bosonic Strings - Revisited").

Comunque, questi modelli sembrano in contraddizione con i fenomeni osservati. I fisici di solito risolvono questo problema in uno di due diversi modi. Il primo consiste nel compattare le dimensioni extra; cioè, si suppone che le 6 o 7 dimensioni extra producano effetti fisici su un raggio così piccolo da non poter essere rilevate nelle nostre osservazioni sperimentali. Senza aggiungere i flussi, riusciamo ad ottenere la risoluzione del modello a 6 dimensioni con gli spazi di Calabi-Yau. In 7 dimensioni, essi sono chiamati varietà G2 e in 8 varietà Spin(7). In sostanza, queste dimensioni extra vengono matematicamente compattate con successo facendole ripiegare su sé stesse.

Una analogia molto usata per questo è di considerare lo spazio multidimensionale come un tubo di gomma per il giardino. Se guardiamo il tubo da una certa distanza, esso sembra avere una sola dimensione, la sua lunghezza. Questo corrisponde alle quattro dimensioni macroscopiche cui siamo abituati normalmente. Se però ci avviciniamo al tubo, scopriamo che esso ha anche una seconda dimensione, la sua circonferenza. Questa dimensione extra è visibile solo se siamo vicini al tubo, proprio come le dimensioni extra degli spazi di Calabi-Yau sono visibili solo a distanze estremamente piccole, e quindi non sono facilmente osservabili.

(Ovviamente, un normale tubo per il giardino esiste nelle tre dimensioni spaziali, ma per consentire l'analogia si trascura il suo spessore e si considera solo il moto sulla superficie del tubo. Un punto sulla superficie del tubo può essere individuato con due numeri, la distanza da una delle estremità e una distanza sulla circonferenza, proprio come un punto sulla superficie terrestre può essere individuato univocamente dalla latitudine e dalla longitudine. In entrambi i casi, diciamo che l'oggetto ha due dimensioni spaziali. Come la Terra, i tubi da giardino hanno un interno, una regione che richiede una dimensione extra; però, a differenza della Terra, uno spazio di Calabi-Yau non ha un interno).

Un'altra possibilità è che noi siamo bloccati in un sottospazio a "3+1" dimensioni dell'intero universo, ove il 3+1 ci ricorda che il tempo è una dimensione di tipo diverso dallo spazio. Siccome questa idea implica oggetti matematici chiamati D-brane, essa è nota come Teoria Braneworld.

In entrambi i casi la gravità, agendo nelle dimensioni nascoste, produce altre forze non gravitazionali, come l'elettromagnetismo. In linea di principio, quindi, è possibile dedurre la natura di queste dimensioni extra imponendo la congruenza con il modello standard, ma questa non è ancora una possibilità pratica.


[modifica] Problemi
A tutt'oggi (2006), la teoria delle stringhe non è verificabile, anche se ci sono buone speranze che le nuove misurazioni di spettro di frequenza delle anisotropie della radiazione di fondo, possano dare le prime conferme indirette. Indubbiamente non è l'unica teoria in sviluppo a soffrire di questa difficoltà; qualunque nuovo sviluppo può passare attraverso una fase di non verificabilità prima di essere definitivamente accettato o respinto. Come Richard Feynman scrive ne Il carattere della Legge Fisica, il test chiave di una teoria scientifica è verificare se le sue conseguenze sono in accordo con le misurazioni ottenute sperimentalmente. Non importa chi abbia inventato la teoria, "quale sia il suo nome", e neanche quanto la teoria possa essere esteticamente attraente: "se essa non è in accordo con la realtà sperimentale, essa è sbagliata". (Ovviamente, ci possono essere fattori collaterali: qualcosa può essere andato male nell'esperimento, o forse chi stava valutando le conseguenze della teoria ha commesso un errore: tutte queste possibilità devono essere verificate, il che comporta un tempo non trascurabile). Nessuna versione della teoria delle stringhe ha avanzato una previsione che differisca da quelle di altre teorie - almeno, non in una maniera che si possa verificare sperimentalmente. In questo senso, la teoria delle stringhe è ancora in uno "stato larvale": essa possiede molte caratteristiche di interesse matematico, e può davvero diventare estremamente importante per la nostra comprensione dell'Universo, ma richiede ulteriori sviluppi prima di poter diventare verificabile. Questi sviluppi possono essere nella teoria stessa, come nuovi metodi per eseguire i calcoli e derivare le predizioni, o possono consistere in progressi nelle scienze sperimentali, che possono rendere misurabili quantità che al momento non lo sono.

Da un punto di vista più matematico, un altro problema è che, come nella teoria quantistica dei campi, la maggior parte della teoria delle stringhe è ancora formulata solo perturbativamente, cioè come una serie di approssimazioni piuttosto che come un'esatta soluzione. Sebbene le tecniche non-perturbative siano considerevolmente progredite, manca tuttavia una completa definizione non-perturbativa della teoria. Un altro problema è che la teoria non descrive un solo universo, ma qualcosa come 10500 universi, ciascuno dei quali può avere diverse leggi fisiche e costanti.


[modifica] Testare la teoria
L'uomo non possiede la tecnologia per osservare le stringhe, in quanto dai modelli matematici dovrebbero avere dimensioni intorno alla lunghezza di Planck, circa 10-35 metri. Potremmo alla fine essere in grado di osservare le stringhe in maniera significativa, o almeno ottenere informazioni sostanziali osservando fenomeni cosmologici che possano chiarire gli aspetti della fisica delle stringhe. In particolare, visti i dati dell'esperimento WMAP, si suppone che gli esperimenti del PLANCK dovrebbero far luce sulle condizioni iniziali dell'Universo, misurando con estrema precisione le anisotropie del fondo a microonde.

Nei primi anni 2000 i teorici delle stringhe hanno riportato in auge un vecchio concetto: la stringa cosmica. Le stringhe cosmiche, originariamente introdotte negli anni '80, sono oggetti differenti da quelli delle teorie delle superstringhe. Per alcuni anni le stringhe cosmiche sono state un modello molto in voga per spiegare i vari fenomeni cosmici, ad esempio come si sono formate le galassie nelle prime epoche dell'universo. Comunque, esperimenti successivi — ed in particolare più precise misurazioni della radiazione cosmica di fondo — non sono stati in grado di confermare le ipotesi del modello delle stringhe cosmiche che per questo motivo furono abbandonate. Alcuni anni più tardi è stato osservato che l'universo in espansione può aver "stirato" una stringa "fondamentale" (del tipo che viene ipotizzato nella teoria delle superstringhe) fino ad allungarla a dimensioni galattiche. Una stringa così allungata può assumere molte delle proprietà della stringa del "vecchio" tipo, rendendo attuali ed utili i precedenti calcoli. Inoltre le moderne teorie delle superstringhe ipotizzano altri oggetti che potrebbero facilmente essere interpretati come stringhe cosmiche, ad esempio le D1-brane (dette anche D-stringhe) monodimensionali fortemente allungate. Come fa notare il fisico teorico Tom Kibble "i cosmologi delle teorie delle stringhe hanno scoperte stringhe cosmiche rovistando in ogni dove nel sottobosco". Le precedenti proposte metodologiche per ricercare le stringhe cosmiche possono essere ora utilizzate per investigare la teoria delle superstringhe. Ad esempio gli astronomi hanno anche riscontri numerosi di cosa potrebbe essere la lente gravitazionale indotta da stringhe.

Superstringhe, D-brane ed altri tipi di stringhe stirate fino alla scala intergalattica emettono onde gravitazionali che potrebbero essere rilevate utilizzando esperimenti del tipo LIGO. Esse possono anche provocare lievi irregolarità nella radiazione cosmica di fondo ancora impossibili da rilevare ma probabilmente osservabili in un prossimo futuro.

Sebbene intriganti, queste prospettive cosmologiche sono carenti sotto un punto di vista: la verifica sperimentale di una teoria richiede che i test siano in grado, in via di principio, di "rendere falsa" la teoria stessa. Per esempio, se si osservasse che il Sole durante un'eclissi solare non deflette la luce a causa della sua interazione gravitazionale, la teoria della relatività generale di Einstein sarebbe dimostrata erronea (naturalmente escludendo la possibilità di un errore nell'esperimento). Il fatto di non trovare stringhe cosmiche non dimostrerebbe che la teoria delle stringhe è fondamentalmente sbagliata ma solo che è sbagliata l'idea specifica di una stringa fortemente allungata a livello cosmico. Sebbene si possano fare, in via teorica, numerose misurazioni che dimostrino che la teoria delle stringhe è valida, fino ad ora gli scienziati non hanno escogitato dei "test" rigorosi.

Nel gennaio 2007 ricercatori dell'Università della California a San Diego, della Carnegie Mellon University e della Università del Texas a Austin hanno sviluppato un test per la teoria delle strighe. Il test si basa sulla misura della diffusione dei bosoni W quando vengono fatti collidere con oppurtuni bersagli. Il test dovrebbe essere svolto all'interno del Large Hadron Collider l'unico acceleratore di particelle in grado di fornire l'energia necessaria per l'esperimento[1].


[modifica] Riferimenti

Answer 2

Parliamo di fisica quantistica, di teoria bosonica a 26 dimensioni e di teoria supersimmetrica a 10 dimensioni.
Non credo si possa spiegare in modo "semplice" se non con una breve quanto superficiale spiegazione.
Quella delle stringhe è una teoria che pone come "mattone" fondamentale costituente sia la materia che l'energia che lo stesso spazio e il tempo, le "stringhe" a una dimensione invece di "mattoni" a dimensione nulla (i punti).
La teoria delle stringhe potrebbe colmare diverse lacune relative alla fisica e si spera che possa diventare "la teoria del tutto" inglobando tutte le forze fondamentali.
E' una teoria in rapida evoluzione che fin'ora, nel concreto, ha dato impulso alla matematica e in particolarmodo agli studi relativi alla matematica dei nodi.

Answer 3

La teoria delle stringhe ipotizza che le particelle elementari implementino vibrazioni in piccoli circoli chiusi mono-dimensionali. La teoria raggiunge la sua efficacia nel momento in cui entrano in gioco sei ulteriori dimensioni spaziali oltre le tre osservabili. Secondo i fisici, queste sei ulteriori dimensioni si troverebbero ristrette in piccolissimi spazi, impercettibili direttamente. Questo stato di compattazione provoca forze paragonabili, in termini di intensità, alla gravità. Recenti previsioni stimano che queste forze potrebbero svilupparsi su scale di lunghezza pari a circa un decimo di millimetro.

Answer 4

In modo semplice e conciso. Innanzi tutto esistono un numero enorme di teorie delle stringhe la prima svolta si ebbe con Scherk e Schwarz che videro nella scala di Planck la possibilità che l'uso di stringhe al posto di entità corpuscolari permetteva di mettere insieme la teoria quantistica con la teoria della relatività generale. Ma la loro teoria svilupata intorno alla fine del 1970 aveva 2 grossi problemi:
1) particelle più veloci della velocità della luce (i famosi tachioni)
2) Ben 26 dimensioni S/T

Negli anni 80 questi problemi furono risolti con la teoria dlle superstringhe riducendo il numero dele dimensioni a 10 ed eliminando i tachioni.
L'importanza di questa teoria è che essa permette non solo di mettere insieme teoria quantistita e relativià generale ma addirittura di derivare da essa la relatività generale.
(ovviamente non ti posso spiegare come e perche..alla prossima)
Pochi sanno che con le stringhe è possibile studiare l'universo addirittura anche prima della sua formazione
Ma ci sono molto problemi ancora:
1) Rimangono 10 dimensioni anche se noi ne vediamo 3+1
2) A scale più piccole di Planck la fisica è molto diversa dalla nostra
3) La gravitàad esempio dovrebbe essere diversa a seconda delle dimensioni
ma queste cose non sono mai state verificate.

Answer 5

Ciao! Ecco una possibile risposta:
ti dico la verità...io non ci capisco nulla, non sono mai stata portata per le materie scientifiche!!!
Comunque per ulteriori spiegazioni su terminologie e significati vari, vai su wikipedia che trovi tutto!

La teoria delle stringhe è una teoria della fisica che ipotizza che la materia, l'energia e in alcuni casi lo spazio e il tempo siano in realtà la manifestazione di entità fisiche sottostanti, chiamate appunto stringhe (o brane).
La teoria non ha finora prodotto alcuna predizione che possa essere sottoposta a verifica sperimentale, non esistono quindi conferme sperimentali evidenti della teoria. È però un campo molto attivo della ricerca ed è in veloce sviluppo.
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.

ciao ciao

Answer 6

Se potessi farlo in modo semplice non sarei qui a rispondere per passare il tempo....
Leggi L'universo in un guscio di noce di Stephen Hawking....e caso mai cerca notizie di Paul Townsend, il cervellone che ha ideato le p-brane....di più non ti so dire mi spiace...

Answer 7

Qual'è questa teoria? Vorrei tanto saperlo anche io..

Answer 8

...beh sinceramente io proprio ai lacci delle scarpe ho pensato :p
però ho cercato - e mi sono fatta una cultura - : trovi molto su wikipedia: La teoria delle stringhe è una teoria della fisica che ipotizza che la materia, l'energia e in alcuni casi lo spazio e il tempo siano in realtà la manifestazione di entità fisiche sottostanti, chiamate appunto stringhe (o brane).

Answer 9

io conosco solo quelle alla liquiizia.........................