Ali obstajajo kakšne nove ugotovitve glede Einsteinove teorije enotnega polja?


    Ali obstajajo kakšne nove ugotovitve glede Einsteinove teorije enotnega polja? Ali se kaj več ve o domnevnem experimentiranju na tem področju konec druge svetovne vojne?

    Res je sicer, da se je Einstein po letu 1915, ko je objavil temelje splošne teorije relativnosti, to je do sedaj najboljše slike gravitacije, podal v iskanje poenotenja teorije gravitacije s teorijo elektromagnetizma. Vendar pa so bili to le, na žalost tudi precej neuspešni, začetki iskanja teorije vsega. Od tedaj je preteklo že več kot pol stoletja in le stežka bi lahko pri iskanju v ospredje postavljali Einsteinovo ime.

    Morda eno največjih zmagoslavij tega iskanje je plod dela Salaama, Glashowa in Weinberga, ki so v sedemdesetih letih zasnovali danes tako imenovani Standardni model delcev in interakcij. Le ta vključuje poenoteno elektromagnetno in šibko interakcijo (slednja igra glavno vlogo npr. pri radioaktivnem razpadu ) ter poleg njiju še konsistento sliko močne interakcije (le ta drži protone in nevtrone ujete v jedru, kljub velikemu električnemu odboju pozitivno nabitih protonov).

    Opis interakcij je zasnovan na relativistični kvantni mehaniki- kvantni teoriji polja. Vendar pa ta teorija kljub dosedanjem odličnem ujemanju z eksperimenti (no ja, eksperimentalno potrditev pričakuje še Higgsov bozon, a tudi tu eksperimenti na trkalnikih že stiskajo obroč), ne velja za končno sliko sveta osnovnih delcev in interakcij. Teoretiki namreč pričakujejo, da je v ozadju efektivne slike sveta, ki jo predstavlja Standardni model, tako imenovana velika teorija poenotenja (v Angleščini je to posrečeno GUT- Great Unified Theory), ki poenoti tudi močno interakcijo z elektrošibko. Seveda obstaja kar nekaj konkurenčnih teorij, tako supersimetričnih (tu ima vsak delec Standardnega modela še svojega supersimetričnega partnerja) kot nesupersimetričnih, vse pa napovedujejo, da so energije pri katerih se pokaže enotna narava vseh do sedaj naštetih interkacij kaj visoko, okoli 1016 GeV, pri čemer sedanji trkalniki dosegajo energije okoli 1000 GeV.

    A tudi teorije velikega poenotenja verjetno ne predstavljajo konca zgodbe, saj ima gravitacija po vsej verjetnosti pri dovolj velikih energijah kvantno naravo. S kvantnim opisom gravitacije pa so nastali križi in težave, saj v običajni shemi kvantne teorije polja ob vključitvi gravitacije pride do neobvladljivih divergenc (neskončnosti) v teoriji.

    Resen kandidat za kvantno teorijo gravitacije in ostalih štirih sil se je pojavil pred nekako petnajstimi leti z nastankom teorije strun. Tu osnovni objekti niso točkasti, pač pa so razsežni, enodimenzionalne strune ali večdimanzionalne membrane. Problem je le, da tovrstne teorije živijo v najmanj 26 dimezijah ali v primeru supserimetričnih strun v deset dimezijah. Nekako je torej potrebno preiti v naš običajni štiridimezionalen prostor, kar dosežejo z različnimi shemami kompaktifikacij odvečnih dimenzij (odvečne dimenzije niso več neskončne ampak postanejo končne, primer take kompaktifikacije bi bil na primer desetdimenzionalni prostor sestavljen iz štirih neskončnih dimenzij in šestdimenzionalne sfere, ki ima seveda končno razsežnost). Do nedavnega je prevladovalo mnenje, da se zaradi kompaktifikacij pri majhnih radijih lahko pojavijo efekti strun le pri zelo velikih energijah, primerljivih s skalami velike unifikacije. Pred nekaj leti pa so Arkani-Hamed, Dimopolus in Dvali pokazali, da je kompaktifikacija mogoča tudi z radiji dodatnih dimenzij velikosti milimetra. Ta shema si je prislužila ime “velikih dodatnih dimenzij”, po njej pa bi se lahko gravitacijski zakon za privlak med dvema telesoma ločil od Newtonovskega že na submilimetrski skali. Kot se zdi morda presenetljivo, pa Newtonov zakon gravitacije pri tako majhnih razdaljah eksperimentalno sploh še ni bil potrjen. Tu tako leži nov izziv za eksperimentalne fizike.

    (Jure Zupan)

    PUSTITE KOMENTAR

    Vpiši svoj komentar!
    Prosimo vpišite svoje ime

    This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.