Niewykluczone, że to, co fizycy nazywają cząstka, w rzeczywistości wcale nie jest cząstką. Według pewnych teorii są to raczej rozciągłe obiekty, przypominające kawałki strun. Nie są to jednak zwykłe struny. Mają niewiarygodnie małe rozmiary, rzędu 10^-35 m i zawierają ukryte wymiary...

     Koncepcja strun pojawiła się w fizyce w latach sześćdziesiątych, gdy uczeni usiłowali zrozumieć siły wiążące ze sobą kwarki. Jeśli kwarki to końce elastycznej struny, to łatwiej zrozumieć, dlaczego nigdy nie zaobserwowano swobodnych kwarków. Idea ta wyszła jednak z mody, gdy w latach siedemdziesiątych okazało się, że kwantowa chromodynamika dostarcza spójnego opisu oddziaływań między kwarkami.
W 1984 r. entuzjaści strun odkryli, że struny kwarkowe w naturalny sposób prowadzą do teorii supersymetrycznej, w pomysłowy sposób łączącej znane kwarki i leptony z dotychczas nie zaobserwowanymi cząstkami. Narodziły się "superstruny" i wydawało się, że pozwalają one rozwiązać problem, z którym nie mogła sobie poradzić kwantowa teoria pola - a mianowicie godzą mechanikę kwantową z ogólną teorią pola, co już od ponad 50 lat jest jednym z najważniejszych zadań fizyki.
Podniecenie wzrosło, gdy okazało się, że pewne wersje teorii supe rstrun są wolne od "anomalii", to znaczy sytuacji, w których nie tylko teoria traci zdolność przewidywania, ale załamują sie święte prawa zachowania.

Superstruny i powierzchnie świata.

     Proste oddziaływania cząstek na poziomie strun. Dwie cząsteczki zderzając sie ze sobą tworzą na krótko rezonans, po czym odrywają sie od siebie jako nowe cząsteczki. Zamiast cząstek punktowych, mamy do czynienia z zamkniętymi pętlami, zawierającymi ukryte wymiary, których nigdy nie uda nam się zaobserwować. Dzieje tych pętli tworzy w czasoprzesztrzeni dziwaczny układ rur. Trzy poziome płaszczyzny ukazują co się dzieje w trzech chwilach, przed, w trakcie i po zderzeniu.

Pętle w wielowymiarowej przestrzeni

    Struny można sobie wyobraźić jak zamknięte pętle, które podczas ruchu zakreślają w czasoprzestrzeni kształt rury. Pętle oscylują i rotują i podobnie jak drgania strun instrumentów o różnej czestości generują różne tony, tak samo poszczególne typy drgań odpowiadają różnym cząstką, w tym kwarkom i leptonom. W praktyce nigdy nie będziemy wiedzieć, jak rzeczywiście zachowują się takie struny. Ich średnica rzędu 10^-35 m jest 10^20 razy mniejsza niż średnica protonu. Żaden akcelerator, ani teraz, ani w przyszłości nie pozwoli, nie pozwoli badać zjawisk o tak małych wymiarach.
Powrót do spisu