String teorisi kuantum mekaniğin temel yapısı olabilir: Bağlantı string teorisine büyük destek olabilir.
Kuantum mekaniğini kullanarak string teorisini doğrulamaktansa, araştırmacılar tersine çalıştılar ve kuantum mekaniğini doğrulamaya çalışmak için string teorisini kullandılar.
Bilim insanları string teorisi ve kuantum mekaniği arasında, string teorisinin fiziğin bütün temelini teşkil edecek şekilde kullanımına kapı açacak bir bağlantı olduğunu öne sürüyorlar. Yardımcı bir yazar “Hesaplamalarının, kuantum mekaniğinin nereden geldiğinin sırrını çözebilir” diyor.
İki USC araştırmacısı string teorisi ve kuantum mekaniği arasında, string teorisinin fiziğin bütün temelini teşkil edecek şekilde kullanımına kapı açacak bir bağlantı olduğunu öne sürüyorlar – ya da M-teorisi olarak adlandırılan daha geniş bir versiyonunu.
USC Dornsife Fen-Edebiyat ve Sanat Fakültesi profesörü ve bu makalenin başyazarı Itzhak Bars “Bu kuantum mekaniğin nereden geldiğinin gizemin çözebilir,” diyor.
Bar USC’den Ph.D öğrencisi Dmitry Rychkov ile işbirliği yaptı. Bu makale Physics Letters dergisi tarafından 27 Ekim’de yayınlandı.
String teorisini daha açık bir dilde tekrar formüle eden makalelerinde, Bars ve Rychov “değişim kuralları” olarak bilinen bir grup kuantum mekaniği ilkelerinin stringlerin geometrik olarak birleşmesinden ve ayrışmasından türemiş olabileceğini açıkladılar. Bars ”Argümanlarımız basit ve sade olarak çok basitleştirilmiş bir matematiksel kalıp içerisinde sunulabilir”, dedi. Esas bileşen tüm maddenin stringlerden oluştuğu varsayımı ve kendi string teorisi versiyonlarında belirtildiği gibi tek olası etkileşimin birleşme ve ayrışmadan ibaret olduğu.
Fizikçiler uzun zamandır kuantum mekaniği ve genel izafiyeti birleştirmek için çözüm arıyorlar ve herbirinin neden kendi etkinlik alanında çalıştığını açıklamaya çalışıyorlar.1970 lerdeki ilk öneride, string teorisi kuantum yerçekimindeki tutarsızlıkları çözdü ve maddenin ana biriminin küçük bir string olduğunu, bir nokta olmadığını ortaya attı ve böylece maddenin tek olası etkileşimleri birleşen ve ayrılan stringlerdi. 40 yıl sonra fizikçiler hala string teorisi kurallarının üstesinden gelmeye çalışıyorlar öyle ki çalışmak için bir takım ilginç başlangıç koşullarına rağbet ediliyor gibi görünüyor (kuarkların ve leptonların neden elektrik yüküne sahip olduğunu açıklayan ekstra boyutlar, birini diğerinden ayıran renk ve tat gibi)
Günümüzde gözlemlenebilir evrende gerçekleşen tüm fiziksel etkileşimleri açıklayabilecek hiçbir kurallar dizisi bulunmuyor. Geniş ölçekte, bilim insanları, yerçekiminin ayı yörüngesinde nasıl tuttuğunu ya da jet motorunun jeti neden ileri ittiğini açıklamak için klasik, Newton mekaniğini kullanıyorlar. Newton mekaniği sezgi ile anlaşılabilir ve sıklıkla çıplak gözle gözlemlenebilir.
İnanılmaz küçük ölçeklerde, atomdan 100 milyon kat küçük ölçeklerde, bilim insanları alt atom parçacıklarının etkileşimlerini ve protonların, nötronların, çekirdeklerin ve atomların içinde kuarkları ve leptonları bir arada tutan gücü açıklamak için göreceli kuantum alan teorisini kullanıyorlar. Kuantum mekaniği çoğunlukla mantığa aykırıdır, parçacıkların aynı anda iki yerde bulunmasına olanak tanır, fakat atomdan kuarklara kadar doğruluğu defalarca onaylandı. Bu madde ve enerji arasındaki etkileşimi küçük mesafelerde anlamak için paha biçilmez ve kesin bir yapı.
Kuantum mekaniği küçük ölçeklerde işlerin nasıl yürüdüğü konusunda oldukça başarılı bir model, fakat büyük bir sır içeriyior: Evrendeki her bir noktanın pozisyon ve momentumundaki belirsizliği öngören, açıklanamayan temel kuantum değişim kuralları.
Bars: “Değişim kuralları daha temel perspektifli bir açıklamaya sahip değil, ama deneysel olarak en güçlü hızlandırıcılar tarafından en küçük mesafeye kadar irdelenerek doğrulandı. Kurallar açıkça doğru, fakat orijinlerinin aydınlatılmasında daha derin bazı fiziki fenomenler için el açıyorlar” dedi.
Zorluk ise konu üzerinde herhangi deneysel bir datanın olmamasının altında yatıyor – bu denli küçük ölçekteki şeyleri test etmek şuan için bilim insanlarının teknolojik kabiliyetlerinin ötesinde.