“Neden bahsettiğimizi bilmiyoruz” – Nobel Ödülü Sahibi David Gross

Geçen Aralık (’05), fizikçiler 23. Solvay Konferansı’nı Brüksel, Belçika’da düzenlediler. Konferansta ele alınan birçok konu arasında sicim teorisinin konusu vardı. Bu teori, kuantum fiziğinin ve göreliliğin görünüşte uzlaşmaz alanlarını birleştirir. Nobel Ödülü sahibi David Gross, fiziğin durumu hakkında bazı şaşırtıcı açıklamalarda bulundu: “Ne hakkında konuştuğumuzu bilmiyoruz” ve sicim teorisine ve bugün fiziğin durumu, bizler tarafından gizemlendiğimiz zamandaki gibi. radyoaktivite.

Nobel Ödülü Sahibi, bu alanda güçlü nükleer kuvvetle ilgili çalışmalarından dolayı bir ödül kazanmış bir ağır siklettir ve bugün olanların 1911 Solvay toplantısında olanlara çok benzediğini belirtti. O zamanlar, radyoaktivite yakın zamanda keşfedilmişti ve keşfi nedeniyle kütle enerji tasarrufu saldırı altındaydı. Bu sorunları çözmek için kuantum teorisine ihtiyaç duyulacaktır. Gross ayrıca 1911’de “Kesinlikle temel bir şeyi kaçırıyorlardı” ve “belki de o zamanlar olduğu kadar derin bir şeyi kaçırıyoruz” yorumunu yaptı.

Kuruluş kimlik bilgilerine sahip bir bilim adamından gelen bu, mevcut teorik modellerin ve en önemlisi sicim teorisinin durumu hakkında korkunç bir ifadedir. Bu teorik model, fizikçilerin parçacık fiziğinin daha yaygın olarak bilinen parçacıklarını sicimler olarak bilinen tek boyutlu nesnelerle değiştirdiği bir araçtır. Bu tuhaf nesneler ilk olarak 1968’de, güçlü nükleer kuvveti anlamaya çalışan Gabriele Veneziano’nun anlayışı ve çalışmasıyla tespit edildi.

Veneziano, güçlü nükleer kuvvet üzerine meditasyon yaparken, adını ünlü matematikçi Leonhard Euler’den alan Euler Beta Fonksiyonu ile güçlü kuvvet arasında bir benzerlik tespit etti. Yukarıda bahsedilen Beta Fonksiyonunu güçlü güce uygulayarak ikisi arasındaki doğrudan bir korelasyonu doğrulayabildi. Yeterince ilginç bir şekilde, hiç kimse Euler’in Beta’nın güçlü nükleer kuvvet verilerini haritalamada neden bu kadar iyi çalıştığını bilmiyordu. Bu ikilem için önerilen bir çözüm birkaç yıl sonra gelecektir.

Yaklaşık iki yıl sonra (1970), bilim adamları Nambu, Nielsen ve Susskind, Euler Beta’nın neden güçlü nükleer kuvvet için grafiksel bir taslak olarak hizmet ettiğine dair fiziksel fenomeni tanımlayan matematiksel bir açıklama yaptılar. Güçlü nükleer kuvvetleri tek boyutlu ipler olarak modelleyerek, neden hepsinin bu kadar iyi çalıştığını gösterebildiler. Ancak, ufukta hemen birkaç rahatsız edici tutarsızlık görüldü. Yeni teori, ona ampirik analizleri doğrudan ihlal eden birçok çıkarım eklemişti. Başka bir deyişle, rutin deneyler yeni teoriyi desteklemedi.

Söylemeye gerek yok, fizikçilerin sicim teorisine olan romantik hayranlığı, ancak birkaç yıl sonra başka bir ‘keşif’ ile yeniden canlandırılmaya başlandığı kadar hızlı sona erdi. Modern fizikçilerin tatlı rüyalarının mucizevi kurtuluşunun işçisi graviton olarak biliniyordu. Bu temel parçacığın, evrendeki çekim kuvvetlerini ilettiği iddia ediliyor.

Graviton elbette kuantum yerçekimi sistemleri olarak bilinen sistemlerde ortaya çıkan ‘varsayımsal’ bir parçacıktır. Ne yazık ki, graviton hiçbir zaman tespit edilmedi; daha önce de belirtildiği gibi, teorisyenin zihnini altın Nobel Ödülü hayalleriyle ve belki de elementlerin periyodik tablosundaki adıyla dolduran ‘efsanevi’ bir parçacıktır.

Ancak tarihsel kayıtlara geri dönelim. 1974’te bilim adamları Schwarz, Scherk ve Yoneya telleri yeniden incelediler, böylece sicimlerin dokuları veya kalıpları ve bunlarla ilişkili titreşim özellikleri yukarıda bahsedilen “graviton” ile ilişkilendirildi. Bu araştırmaların bir sonucu olarak, bu teorinin ‘modaya uygun’ versiyonu olan ‘bozonik sicim teorisi’ olarak adlandırılan şey doğdu. Hem açık hem de kapalı dizelere ve öngörülemeyen istikrarsızlıklara yol açan birçok yeni önemli soruna sahip olmak.

Bu sorunsal dengesizlikler, birçok yeni zorluğa yol açarak, önceki düşünceyi bu tartışmaya başladığımız zamanki gibi karıştırdı. Elbette tüm bunlar, diğer teorilerden eşit derecede savunulamaz ve açıklanamaz vb.’den kaynaklanan tespit edilemeyen gravitonlardan başladı. Böylece, evrenin temel temel ilkelerinin tam bir resmini sağlayacağı umulan sicim teorisi doğdu.

Bilim adamları, egzotik sicim teorisinin benimsenmesiyle parçacık fiziğinin eksiklikleri bir kez geride bırakıldığında, her şeyin büyük bir birleşik teorisinin kolayca saptanabilir bir hedef olacağına inanıyorlardı. Bununla birlikte, tahmin edemedikleri şey, her şeye dair bir teori üreteceğini umdukları teorinin, onları parçacık fiziğinden ayrılmadan önce olduklarından daha fazla şaşkın ve hayal kırıklığına uğratacağıydı.

Sicim teorisinin nihai sonucu, gittikçe daha azını bildiğimiz ve giderek daha fazla kafamızın karıştığıdır. Elbette, daha fazla araştırmanın daha alakalı veriler sağlayacağı ve böylece modeli nihayetinde onu anlamamızın mükemmelleştirilmesi için ince ayar yapacağımız argümanı yapılabilir. Ya da belki ‘Neden bahsettiğimizi bilmiyoruz.’