|
|
|
Το σημερινό τοπίο στη θεωρία χορδών
|
1o μέρος, 2o μέρος, 3o μέρος, 4o μέροςΕπαναστάσεις υπερχορδών Το 1984 οι Green και Schwarz προκάλεσαν την "πρώτη επανάσταση των υπερχορδών", όταν έδειξαν ότι οι κβαντομηχανικές ανωμαλίες στην θεωρία υπερχορδών εξουδετερώνονται. όταν η θεωρία ήταν διατυπωμένη στις δέκα διαστάσεις (10D) και είχε μια συγκεκριμένη ομάδα συμμετρίας, SO(32). Αυτό όχι μόνο σήμαινε ότι η θεωρία χορδών ήταν πολύ περιορισμένη και γι αυτό ήταν μια βιώσιμη φυσική θεωρία, αλλά επίσης ότι αυτή ενσωμάτωνε την συμμετρία ομάδας του Καθιερωμένου Μοντέλου. Και τελικά, η θεωρία των χορδών έγινε έτσι η πρώτη θεωρία στη φυσική που πρόβλεψε τον αριθμό των χωροχρονικών διαστάσεων. Αμέσως η θεωρία των χορδών ξέφυγε από το περιθώριο για να μεταφερθεί στο κύριο ρεύμα της θεωρητικής φυσικής. Αλλά ώσπου να τελείωσε η επανάσταση το 1985, οι ερευνητές βρέθηκαν αντιμέτωποι με πέντε διαφορετικές θεωρίες χορδών: Τον Τύπο Ι, ο οποίος περιέχει τις ανοικτές και κλειστές χορδές και τον Τύπο ΙΙ, ο οποίος περιέχει απλώς τις κλειστές χορδές αλλά έχει δύο εκδόσεις (Α και Β) που αντανακλούν το γεγονός ότι οι δονήσεις μπορούν να ταξιδέψουν σε αντίθετες κατευθύνσεις και δύο "ετεροτικές" θεωρίες, SO(32) και E8 × E8, που επιτρέπουν σε διαφορετικά είδη δονήσεων να κινηθούν σε δύο δυνατές κατευθύνσεις.
"Είναι σαν είχαμε ανακαλύψει πέντε διαφορετικές κλασσικές προσεγγίσεις στην ίδια υποκείμενη θεωρία χορδών, παρόμοιες με την ανακάλυψη των διαγραμμάτων του Feynman των πέντε θεωριών κβαντικών πεδίων ," λέει ο Green. Αν και ανήσυχοι με αυτήν την έλλειψη της μίας και μόνο θεωρίας, οι θεωρητικοί των χορδών πιέστηκαν με το εξής πρόβλημα: για το πώς εφαρμόζεται η δισδιάστατη θεωρία διαταραχής στις πέντε διαφορετικές θεωρίες, καθώς επίσης για το πώς συμπαγοποιούνται οι πρόσθετες έξι διαστάσεις. Κι αυτή η προσπάθεια συνεχίστηκε και στη δεκαετία του '90, με πολλούς ερευνητές να οδηγούνται με την πεποίθηση ότι ερχόταν το τέλος της θεωρητικής φυσικής των σωματιδίων. Αλλά αν και μερικές από αυτές τις εργασίες άσκησαν σημαντική επίδραση στα καθαρά μαθηματικά - με τη μελέτη των έξι διαστάσεων (6D) χώρων "Calabi–Yau", κάνοντας έτσι τον Witten το 1990 να είναι ο πρώτος φυσικός που του απονεμήθηκε το σημαντικό βραβείο Fields Medal - η θεωρία των χορδών αρνιόταν να εξημερωθεί. Στην πραγματικότητα, παρά τα πέντε διαφορετικά κλασσικά "υπόβαθρα" της θεωρίας, οι ερευνητές αντιμετωπίζουν αυτήν την περίοδο ένα απείθαρχο "τοπίο" 10500 δυνατοτήτων, όταν αναγκάζεται η θεωρία χορδών να προσαρμοστεί στον τετραδιάστατο (4D) κόσμο μας. "Είναι εντυπωσιακό, ότι μετά από σχεδόν 40 χρόνια, ακόμα δεν ξέρουμε ποια θεωρία χορδών είναι αληθινή," αναφωνεί ο Gross. "Από την αρχή, η θεωρία χορδών ήταν ένα σύνολο κανόνων για τις κατά προσέγγιση λύσεις σε κάποιο συνεπές κλασσικό υπόβαθρο - και αυτό είναι ακόμα." Αυτό που έχει αλλάξει, λέει ο Gross, είναι ότι οι διάφορες λύσεις είναι τώρα γνωστές πως σχετίζονται μέσω ενός ιστού μαθηματικών συνδέσεων, που λέγονται δυαδικότητες. "Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι δυαδικότητες καθιστούν τη θεωρία χορδών ισοδύναμη με την κβαντική θεωρία πεδίου", αναφέρει ο Gross Οι δυαδικότητες μεταξύ των πέντε διαφορετικών θεωριών χορδών προέκυψαν το 1995 κατά τη διάρκεια "της δεύτερης επανάστασης των υπερχορδών", και αποκάλυψαν ότι οι χορδές αντιλαμβάνονται το χωροχρόνο μάλλον διαφορετικά από τα σημειακά σωματίδια. Εκτός από το να κάνουν ορισμένους υπολογισμούς πιο εύκολους στη θεωρία των χορδών, οι δυαδικότητες αυτές επέτρεψαν στον Witten να υποθέσει ότι η θεωρία των χορδών έχει μια μοναδική, αλλά άγνωστη υποκείμενη διατύπωση στις 11D, την οποία ονόμασε "θεωρία-Μ". Το αποτέλεσμα του Witten, που το παρουσίασε στη διάσκεψη Strings95, οδήγησε σε μια τεράστια πρόοδο για την κατανόηση του τομέα της θεωρίας χορδών της "μη διαταραχής" - δηλ. καταστάσεις όπου οι προσπάθειες να προσεγγιστεί η θεωρία ως μια σειρά ολοένα και περισσότερο σύνθετων διαγραμμάτων Feynman αποτυγχάνουν. Τα φαινόμενα της "μη διαταραχής" είναι κρίσιμα στο να κάνουν την κβαντική θεωρία πεδίου να περιγράψει τον πραγματικό κόσμο, ιδιαίτερα στην περίπτωση της QCD. Κι αυτό επειδή η θεωρία διαταραχής εφαρμόζεται μόνο για τις βασικές, μεμονωμένες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κουάρκ, όπου η ισχυρή δύναμη είναι σχετικά ασθενής, και όχι στα μεγαλύτερα συστήματα όπως τα πρωτόνια και άλλα αδρόνια. Στην περίπτωση της θεωρίας χορδών, τα φαινόμενα της μη διαταραχής κρατούν το κλειδί του γιατί η υπερσυμμετρία "σπάει" στις χαμηλές ενέργειες που συναντούμε σήμερα στον κόσμο, κάτι που πρέπει να συμβαίνει προκειμένου να εξηγηθεί το γεγονός ότι κανένας δεν έχει δει ποτέ ένα υπερσυμμετρικό σωματίδιο. Το γεγονός αυτό είναι παρόμοιο με τον τρόπο που η ηλεκτρασθενής συμμετρία του καθιερωμένου μοντέλου πρέπει να σπάει (μέσω του μηχανισμού Higgs) κάτω από την κλίμακα του 1 TeV, προκειμένου να εξηγήσει γιατί θεωρούμε τις ηλεκτρομαγνητικές και ασθενείς δυνάμεις ως ξεχωριστές οντότητες. Αυτό το πλούσιο αλλά πιο μυστήριο έδαφος της θεωρίας χορδών, επίσης, ελέγχει το πώς οι πρόσθετες διαστάσεις είναι συμπαγοποιημένες, και έτσι το πώς η θεωρία των χορδών μπορεί να κάνει τις προβλέψεις που μπορούν να δοκιμαστούν σε πειράματα στον κόσμο μας των 4D. Οι θεωρητικοί των χορδών είναι οι πρώτοι που αναγνώρισαν πως δεν έχουν καμία ιδέα με τι μοιάζουν στην πραγματικότητα οι υποκείμενες εξισώσεις της θεωρίας χορδών - ή της θεωρίας Μ. Αλλά ως ένα πλαίσιο, η θεωρία των χορδών κάνει διάφορες γενικές προβλέψεις που είναι απίθανο να εξαρτώνται από τις λεπτομέρειες αυτών των εξισώσεων. Το σημαντικότερο είναι ότι η θεωρία χορδών παρέχει μια μετρήσιμη, συνεπή κβαντική θεωρία της βαρύτητας που περιορίζεται στη γενική σχετικότητα στις μεγάλες αποστάσεις και στις χαμηλές ενέργειες. Εντούτοις, αυτός είναι επίσης και ο λόγος για τον οποίο είναι σχεδόν αδύνατο να εξεταστεί η θεωρία των χορδών άμεσα, επειδή η φυσική κλίμακα των υπερχορδών είναι το μήκος Planck. Το μήκος Planck προέρχεται από μια απλή ανάλυση των τριών θεμελιωδών σταθερών, που οποιαδήποτε θεωρία της κβαντικής βαρύτητας πρέπει να περιλαμβάνει: Τη σταθερά βαρύτητας του Νεύτωνα, τη σταθερά του Planck και την ταχύτητα του φωτός. Η τιμή της είναι 10–35 m, πράγμα που σημαίνει ότι για να παρατηρήσει κανείς τις χορδές άμεσα θα χρειαζόμαστε έναν επιταχυντή με μια ενέργεια 1019 GeV - 15 τάξεις μεγαλύτερη από αυτή που θα έχει ο LHC στη Γενεύη. "Ξέρουμε από τον Planck ότι η φυσική έχει αυτή τη μικροσκοπική κλίμακα, που δεν πρόκειται όμως ποτέ να έχουμε πρόσβαση άμεσα", παρατηρεί ο Joe Polchinski. "Αλλά, ευτυχώς, οι θεωρητικοί δεν αφήνουν τέτοια εμπόδια να μπαίνουν στον δρόμο τους." Μία από τις μεγάλες επιτυχίες της θεωρίας χορδών, ως η κβαντική θεωρία της βαρύτητας, είναι η δυνατότητά της να διαμορφώνει μαύρες τρύπες, που είναι κλασσικές λύσεις της γενικής σχετικότητας, όπου τα βαρυτικά και τα κβαντικά αποτελέσματα παίζουν και τα δύο μεγάλο ρόλο. "Έχω γράψει ένα εγχειρίδιο που έχει ένα κεφάλαιο 60 σελίδων σχετικά με τις μαύρες τρύπες στη θεωρία χορδών, και αγγίζει μόνο την επιφάνεια αυτού του τεράστιου θέματος", λέει ο Schwarz. Ειδικότερα, η θεωρία χορδών έχει οδηγήσει σε μια βαθύτερη κατανόηση των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων των μαύρων οπών σε μικροσκοπικό επίπεδο, και επομένως έχει βοηθήσει ώστε να επιλυθεί ένα ενδεχομένως καταστρεπτικό παράδοξο, όπως αναδύθηκε από το Stephen Hawking του πανεπιστημίου του Καίμπριτζ πριν τρεις δεκαετίες. Το 1976, έχοντας μαζί με τον Jacob Bekenstein χρησιμοποιήσει ημικλασσικά επιχειρήματα για να δείξει ότι οι μαύρες τρύπες έχουν μια σαφώς καθορισμένη εντροπία και μπορούν επομένως να ακτινοβολήσουν, ο Hawking υποστήριξε ότι οι πληροφορίες χάνονται κατά τη διάρκεια της παραγωγής και της αποσύνθεσης μιας μαύρης τρύπας. Επειδή, οι πληροφορίες κωδικοποιούνται στις κβαντικές καταστάσεις των σωματιδίων και των πεδίων, αυτό υπονόησε ότι η κβαντομηχανική καταρρέει στην κλίμακα Planck. Εάν αυτό είναι αληθινό, τότε αυτό θα σήμαινε το θάνατο για τη θεωρία χορδών ή οποιαδήποτε άλλη κβαντική θεωρία της βαρύτητας. Η θεωρία χορδών δεν ήταν κατάλληλη για να εξετάσει αυτό το πρόβλημα έως το 1995, όταν τότε ο Polchinski ανακάλυψε τη σημασία αντικειμένων που ονομάζονται D-βράνες, που ήταν γνωστά στα μαθηματικά της θεωρίας αυτής. Οι D-βράνες, αναγνώρισε ο Polchinski, είναι υπερεπιφάνειες στις οποίες όλες οι ανοικτές χορδές σταθεροποιούνται, και συναντώνται σε οποιοδήποτε αριθμό διαστάσεων που επιτρέπονται από τη θεωρία χορδών (παραδείγματος χάριν, βράνες 2D ή "δύο διαστάσεων βράνες" είναι μια βράνη στη συνηθισμένη ορολογία). Η D-βράνη έχει πάχος μηδέν αλλά μια τεράστια μάζα. Αυτό σημαίνει ότι περιτυλίγοντας πολλές από αυτές και φτιάχνοντας έναν κύκλο στις πρόσθετες διαστάσεις, τότε οι θεωρητικοί των χορδών μπορούν να φτιάξουν ένα πολύ ειδικό, αν και κάπως πλασματικό, είδος υπερσυμμετρικής μαύρης τρύπας. Το 1996 αυτή η προσέγγιση επέτρεψε στους Andrew Strominger και Cumrun Vafa του πανεπιστημίου του Χάρβαρντ να παραγάγουν ακριβώς τον ίδιο τύπο εντροπίας των Bekenstein–Hawking, που είχε βρεθεί με ημικλασσικό τρόπο 20 χρόνια νωρίτερα, μεταχειριζόμενοι απλά τις D-βράνες ως συμβατικές κβαντικές καταστάσεις και προσθέτοντας τις. Αν και η θεωρία χορδών, όπως και η γενική σχετικότητα, δεν μπορεί να ασχοληθεί άμεσα με την ιδιομορφία (ανωμαλία) στο κέντρο των μαύρων οπών, οι θεωρητικοί έχουν παραγάγει από τότε ακριβώς τον ίδιο τύπο για τα πιο ρεαλιστικά μοντέλα των μαύρων οπών - αποτελέσματα που συνέβαλαν τελικά στην αποδοχή από τον Hawking κατά το 2004 ότι είχε κάνει λάθος. "Νομίζω, ότι μόνο ο πιο κυνικός σκεπτικιστής θα πίστευε ότι η εφαρμογή της θεωρίας χορδών στις μαύρες τρύπες, δεν έχει σημαντική συμβολή στη φυσική", πιστεύει ο Susskind. Οι D-βράνες έχουν μετασχηματίσει επίσης τη θεωρία χορδών από μια θεωρία των απλών χορδών σε μια πλουσιότερη θεωρία που περιλαμβάνει, επίσης, κι άλλα εκτεταμένα αντικείμενα. Στους μη θεωρητικούς των χορδών, οι D-βράνες μπορεί να φαίνονται σαν αρκετά αυθαίρετες προσθήκες, αλλά αποδεικνύονται ένας ειδικός τύπος ενός γενικότερου αντικειμένου πολλών διαστάσεων, τις p-βράνες, που στα μαθηματικά ήταν ευθύς εξαρχής και είναι βασικές ώστε να κάνουν τη θεωρία χορδών μια συνεπή θεωρία. Και μόνο μετά από την επανερμηνεία των D-βρανών από τον Polchinski και την υπόθεση της θεωρίας-Μ από το Witten κατά το 1995, μεταξύ των άλλων θεωρητικών, που οι ερευνητές ήταν σε θέση να υπερβούν τις κατά προσέγγιση τεχνικές διαταραχής και να καταλάβουν αυτά τα αντικείμενα (τις βράνες δηλαδή), που είναι πιο μεγάλα από τις χορδές. Επιπρόσθετα, οι βράνες είναι τα βασικά συστατικά της θεωρίας-Μ. Η 'θεωρία των χορδών' είναι στη ουσία ένα λάθος όνομα ανάμεσα σε δύο μέτωπα: δεν είναι ούτε μια "θεωρία", τουλάχιστον υπό την έννοια που σημαίνει συνήθως στη φυσική, ούτε βασίζεται στις χορδές. Ο κόσμος σε μία βράνη Μία από τις πιο άσχημες επιπτώσεις των D-βρανών, που μπορούν ακόμη και να αποκαλυφθούν στον LHC, είναι ότι θα μπορούσατε να κολληθείτε σε μια γιγάντια τέτοια βράνη αμέσως τώρα. "Εάν έχετε πίστη", λέει ο Green,, "μπορείτε να θεωρήσετε ότι ζούμε σε έναν Κόσμο βρανών τρισδιάστατο και ότι οι πρόσθετες έξι διαστάσεις μπορεί να είναι αρκετά μεγάλες για να ανιχνευτούν." Τέτοια σενάρια "βρανό-κόσμου" προκύπτουν επειδή τα πεδία βαθμίδας του Καθιερωμένου Μοντέλου περιγράφονται από τις ανοικτές χορδές, οι οποίες είναι για πάντα αναγκασμένες να βρίσκονται πάνω στον "συμπαντικό όγκο" μιας D-βράνης, μιας τρισδιάστατης βράνης στην περίπτωσή μας. Εντούτοις, επειδή τα γκραβιτόνια ή βαρυτόνια περιγράφονται από κλειστούς βρόχους της χορδής, αυτοί οι βρόχοι είναι εξορισμένοι σε ένα υψηλής διάστασης "υπερχώρος" ή bulk (Σημείωση: bulk είναι ο πλήρης χώρος με τις n διαστάσεις, σε αντιδιαστολή με την 3-d βράνη πάνω στην οποία ζούμε εμείς και όλα τα στοιχειώδη σωματίδια του στάνταρτ μοντέλου. Είναι δηλ. ο υπερχώρος που περιέχει τον δικό μας), όπου αυτοί οι βρόχοι κινούνται γύρω και μόνο περιστασιακά έρχονται σε επαφή με τη βράνη μας. Επιπρόσθετα, δίνοντας μια τακτοποιημένη εξήγηση το γιατί αντιλαμβανόμαστε τη βαρύτητα να είναι τόσο πολύ πιο ασθενής από τις άλλες τρεις δυνάμεις - ένα αίνιγμα στη φυσική σωματιδίων γνωστό ως πρόβλημα ιεραρχίας - τέτοιες "στρεβλωμένες" γεωμετρίες υπονοούν ότι οι πρόσθετες διαστάσεις στη θεωρία χορδών μπορεί να είναι αρκετά μεγάλες για να ανιχνευτούν. Πράγματι, οι πρόσθετες διαστάσεις θα μπορούσαν να είναι ακριβώς μπροστά από τις μύτες μας και δεν θα το ξέραμε ποτέ, δεδομένου ότι τα φωτόνια είναι για πάντα αλυσοδεμένο στη βράνη μας.
Το πιο άμεσο πειραματικό τεστ αυτών των πρόσθετων διαστάσεων θα ήταν να βρεθεί μια μεταβολή στο νόμο του αντιστρόφου του τετραγώνου της βαρύτητας, επειδή αυτός ο νόμος είναι μια άμεση συνέπεια του γεγονότος ότι το διάστημα είναι τρισδιάστατο (σε έναν 2D κόσμο, παραδείγματος χάριν, η βαρύτητα είναι απλά αντιστρόφως ανάλογη προς την απόσταση). Στην πραγματικότητα, η ανικανότητά μας να επιβεβαιώσουμε πειραματικά το νόμο του αντιστρόφου του τετραγώνου κάτω από μια κλίμακα περίπου 0,1 mm. είναι ο μόνος λόγος για τον οποίο τα σενάρια του βρανό-κοσμου είναι αποδεκτά σε πρώτο στάδιο. Αλλά ακόμα κι αν οι πρόσθετες διαστάσεις ήταν 100 εκατομμύρια φορές μικρότερες από τα 0,1 χιλιοστά, που σύμφωνα με τον Green είναι ακόμα "γελοία μεγάλο", αυτό μετά θα υπονοούσε ότι η ενέργεια της κλίμακας Planck είναι πολύ χαμηλή όπως 1 TeV. Αυτό θα μεγάλωνε την κλίμακα χορδών από 10-35 μ σε 10-18 μέτρα μόνο, το οποίο σημαίνει ότι οι συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων υψηλής ενέργειας στον LHC μπορεί να είναι επαρκείς για να διεγείρουν υψηλότερες αρμονικές στις χορδές. Η 'αληθινή' δύναμη της βαρύτητας στις πρόσθετες διαστάσεις μπορεί ακόμη και να είναι επαρκής για να παραγάγει μίνι μαύρες τρύπες κατά χιλιάδες, που θα εξατμίζονταν σχεδόν αμέσως αποσυντιθέμενες μέσω της ακτινοβολίας Hawking. Η Lisa Randall του πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, που μαζί με τον Raman Sundrum έχει εξετάσει πώς οι D-βράνες αλλάζουν τη γεωμετρία του χωροχρόνου, λέει ότι η ακριβής υπογραφή των πρόσθετων διαστάσεων που θα βλέπατε στον LHC εξαρτάται από το ειδικό μοντέλο των βρανών που μελετάτε. "Θα μπορούσατε να δείτε σωματίδια 'Kaluza–Klein', που είναι παρόμοια με τα σωματίδια που ήδη ξέρουμε αλλά είναι πολύ βαρύτερα, επειδή ταξιδεύουν στις πρόσθετες διαστάσεις", εξηγεί.
"Στα μοντέλα μας αυτά τα σωματίδια γενικά αποσυντίθενται στον ανιχνευτή, επειδή η στρεβλωμένη γεωμετρία τους δίνει μια μεγάλη πιθανότητα αλληλεπίδρασης, αλλά θα μπορούσαν να αλληλεπιδράσουν εξαιρετικά ασθενικά και απλά να δραπετεύσουν από τον ανιχνευτή - μην αφήνοντας κανένα ίχνος τους εκτός από την απώλεια ενέργειας." Μια παρόμοια υπογραφή θα έμεναν από τα συνηθισμένα σωματίδια που εξαφανίζονται κυριολεκτικά στις πρόσθετες διαστάσεις, αν και ο Green θεωρεί ότι οι πρόσθετες διαστάσεις είναι πολύ πάρα πολύ μικρές για να δούμε τη φυσική του βρανό-κοσμου στο LHC. "Εάν ήμουν πειραματικός, τότε αυτό θα ήταν πιθανώς η τελευταία εξήγηση για την απώλεια της ενέργειας στην οποία θα βασιζόμουν", τονίζει ο Green. Στρέβλωση του χωροχρονικού ιστού Το πιθανότερο, αν και με κανένα τρόπο σίγουρο, σενάριο στον επιταχυντή LHC είναι η ανακάλυψη της υπερσυμμετρίας. Είναι ένας από τους κύριους στόχους του ανιχνευτή ATLAS και του CMS, επειδή παρά την προέλευση της από τη θεωρία χορδών η θεωρία της υπερσυμμετρίας είναι αμφισβήτητα σημαντικότερη για τη φυσική των σωματιδίων. Παραδείγματος χάριν, στα πλαίσια της "ελάχιστης υπερσυμμετρικής επέκτασης" του καθιερωμένου μοντέλου (MSSM), η συνεχής υπερσυμμετρία στην ηλεκτρασθενή κλίμακα λύνει το πρόβλημα της ιεραρχίας, επειδή τα υπερσυμμετρικά σωματίδια εξουδετερώνουν τις κβαντικές διορθώσεις, που θα ανάγκαζαν τη μάζα Higgs να αποκλίνει. Η υπερσυμμετρία οδηγεί, επίσης, στη "μεγάλη ενοποίηση", στην οποία οι σταθερές σύζευξης των τριών δυνάμεων του καθιερωμένου μοντέλου συναντιούνται στις πολύ υψηλότερες ενέργειες, και το πιο ελαφρύ υπερσυμμετρικό σωματίδιο μας προσφέρει κι ένα φυσικό υποψήφιο για τη μη-φωτεινή σκοτεινή ύλη (το νετραλίνο), που όπως είναι γνωστό αποτελεί ένα τεράστιο μέρος της μάζας στο σύμπαν. "Η υπερσυμμετρία είναι πολύ σημαντική στη θεωρία χορδών, αλλά δεν υπάρχει κανένα υποχρεωτικό a priori θεωρητικό επιχείρημα για το πώς ή σε ποια κλίμακα αυτή σπάει", λέει ο Susskind. "Το δυσάρεστο γεγονός - και πιστέψτε με, δεν το θέλω - είναι ότι εάν ανακαλυφθεί η υπερσυμμετρία, θα θεωρηθεί καλό για τη θεωρία χορδών, αλλά εάν δεν ανακαλυφθεί δεν θα αποκλείσει τη θεωρία. Έτσι δεν μπορούμε στην πραγματικότητα να πούμε ότι η ανακάλυψη της υπερσυμμετρίας στο LHC είναι μια πρόβλεψη της θεωρίας των χορδών".
Στην πραγματικότητα, η θεωρία χορδών μπορεί να μην απαιτεί ακόμη και καθόλου την υπερσυμμετρία, λέει ο Shamit Kachru, στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. "Οι υπερσυμμετρικές λύσεις είναι οι πιο εύκολες να μελετηθούν, αλλά η θεωρία έχει ένα τεράστιο δίκτυο μη- υπερσυμμετρικών λύσεων, όπου το σπάσιμο της υπερσυμμετρίας πραγματοποιείται σε ενέργειες πολύ υψηλότερες από την ηλεκτρασθενή κλίμακα". Η ανικανότητα της υπερσυμμετρίας να δώσει μια οριστική απόδειξη της θεωρίας χορδών δίνει έμφαση στη θέση της θεωρίας χορδών ως ένα πλαίσιο για να περιγραφεί η θεμελιώδης φυσικής κι όχι σαν μια θεωρία με συγκεκριμένες προβλέψεις. Η κβαντική θεωρία πεδίου αντιμετωπίζει ανάλογες δυσκολίες. "Υποθέστε ότι κάποιος ήρθε και σας λέει κοιτάξτε, έχουμε αυτήν την φανταστική θεωρητική δομή, που λέγεται κβαντική θεωρία πεδίου, που ενσωματώνει την κβαντομηχανική, το αναλλοίωτο Lorentz, τις γενικεύσεις των κλασσικών πεδίων, αλλά υποθέτουμε ότι η συγκεκριμένη εφαρμογή δεν ενσωματώνει την ηλεκτροδυναμική δηλ. την QED", ερωτά ο Green, "τότε δεν θα ξέρατε ποιές θα ήταν οι φυσικές προβλέψεις της, κι έτσι δεν θα ήταν δυνατό να νοθευτούν." Για τους επαγγελματίες, λέει ο Green, η θεωρία των χορδών είναι λίγο πολύ σε αυτή τη θέση - ένα πλαίσιο που καλύπτει όλα τα βασικά συστατικά για να ενώσει την κβαντική βαρύτητα με τις άλλες δυνάμεις, ακόμα κι αν πρόκειται να κάνει πολύ συγκεκριμένες προβλέψεις. Δεδομένου ότι η θεωρία χορδών επικρίνεται συχνά για όχι και τόσο καλή φορμαλιστικά όσο το καθιερωμένο μοντέλο, είναι επομένως ειρωνικό ότι ένα από τα πιο συγκεκριμένα μοντέλα της θεωρίας χορδών, που οι ερευνητές έχουν μέχρι σήμερα - μια διατύπωση της κβαντικής βαρύτητας με ορισμένη αρνητικά κυρτή γεωμετρία - είναι από μαθηματική άποψη ισοδύναμο με μια κβαντική θεωρία πεδίων παρόμοια με την QCD. Έστω κι αν πάρουμε τη θεωρία χορδών ότι ήταν στην αρχή της, ως μια περιγραφή των αδρονίων δηλαδή, λέει ο Gross, η δυαδικότητα μεταξύ της θεωρίας των χορδών και της θεωρίας πεδίου θα μπορούσε να σημαίνει ότι η θεωρία χορδών είναι ακριβώς αυτό: ένας τύπος κβαντικής θεωρίας πεδίου. Γιατί δεν μπορεί η θεωρία χορδών να προβλέψει τίποτα;
|
Michael Green 
Αριστερά:
Οι πρόσθετες έξι διαστάσεις στη θεωρία χορδών είναι συνήθως
συμπαγοποιημένες στον χώρο των 6-διαστάσεων, που καλούνται πολλαπλότητες Calabi–Yau,
όμως κάθε διαφορετικός τρόπος με τον οποίο μπορούν να γίνουν περιγράφει
ένα σύμπαν με διαφορετικό σύνολο σωματιδίων και πεδίων. 
Georgi
Howard
Η θεωρία των χορδών αντικαθιστά τη μικροσκοπική
περιγραφή του
σύμπαντος που βασίζεται στα στοιχειώδη σημειακά σωματίδια με τις χορδές 1D.
Εντούτοις, συγκρινόμενη με τη σωματιδιακή άποψη οι χορδές δεν έχουν
προσφέρει στους φυσικούς καλύτερες εξηγήσεις για ό,τι βλέπουν στη
φύση στις μικρές κλίμακες, όταν αυτοί χρησιμοποιούν επιταχυντές σαν τον LHC. Αυτό
μπορεί να μην είναι εκπληκτικό δεδομένου ότι οι χορδές είναι
1020 φορές
μικρότερες από σωματίδια σαν τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Αλλά γιατί
είναι τόσο δύσκολο να μετατραπούν οι ιδέες των χορδών σε δύσκολες
προβλέψεις;