Sicim teorisi

Arka plan

Sicim teorisine genel halk için tasarlanmış girişler öncelikle fiziği açıklamalıdır. Sicim kuramıyla ilgili tartışmaların bir kısmı fizikle ilgili yanlış anlamalardan kaynaklanmaktadır. Bilim insanları için bile yaygın bir yanlış anlama, bir teorinin öngörülerinin başarılı olduğu her yerde doğal dünyayı açıklamasında doğru olduğunun kanıtlandığı varsayımıdır. Bir başka yanlış anlama da, kimyagerler de dahil olmak üzere daha önceki fizik bilimcilerin dünyayı zaten açıklamış olduklarıdır. Bu da sicim teorisyenlerinin açıklanamaz bir şekilde "hakikatten kurtulduktan" sonra garip hipotezler üretmeye başladıkları gibi bir yanlış anlamaya yol açmaktadır.

Klasik alan

Newton fiziği

Newton'un evrensel çekim yasası (UG), Galile'nin üç hareket yasasına ve diğer bazı varsayımlara eklenerek 1687'de yayınlandı. Newton'un teorisi, görebildiğimiz büyüklükteki nesneler arasındaki etkileşimleri başarılı bir şekilde modellemiştir. Coulomb yasası elektriksel çekimi modelledi. Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi elektrik ve manyetizmayı birleştirirken, optik de bu alandan ortaya çıktı.

Işığın hızı, kendi alanında seyahat eden bir gözlemci tarafından ölçüldüğünde yaklaşık olarak aynı kalmıştır, ancak hızların eklenmesi, alanın onunla birlikte veya ona karşı seyahat eden gözlemciye göre daha yavaş veya daha hızlı olmasını öngörmüştür. Yani, elektromanyetik alana karşı, gözlemci hız kaybetmeye devam etti. Yine de bu durum Galileo'nun mekanik yasalarının eylemsizlik gösteren tüm nesneler için aynı şekilde işlediğini söyleyen görelilik ilkesini ihlal etmiyordu.

Eylemsizlik yasası gereği, bir cisme herhangi bir kuvvet uygulanmadığında, cisim hızını, yani hızını ve yönünü korur. Ya değişmeyen bir yönde sabit hız olan tekdüze hareket halindeki ya da sıfır hız olan hareketsiz kalan bir nesne eylemsizlik yaşar. Bu, Galile değişmezliği sergiler - mekanik etkileşimleri değişmeden devam eder - Galile göreliliği olarak da adlandırılır, çünkü kişi hareketsiz mi yoksa tekdüze hareket halinde mi olduğunu algılayamaz.

Görelilik Teorisi

Özel görelilik

1905'te Einstein'ın özel görelilik teorisi, hem Maxwell'in elektromanyetik alanının hem de Galile göreliliğinin doğruluğunu, alanın hızının mutlak -evrensel bir sabit-, uzay ve zamanın ise nesnenin enerjisine göre yerel olgular olduğunu belirterek açıklamıştır. Dolayısıyla, göreli hareket halindeki bir nesne momentumunun yönü boyunca kısalır (Lorentz daralması) ve olayların ortaya çıkışı yavaşlar (zaman genişlemesi). Araçtaki tüm ölçüm cihazları uzunluk daralması ve zaman genişlemesi yaşadığından, nesne üzerindeki bir yolcu bu değişimi tespit edemez. Yalnızca göreli dinlenme halindeki harici bir gözlemci, göreli hareket halindeki nesnenin seyahat yolu boyunca kısaldığını ve olayların yavaşladığını ölçer. Özel görelilik, Newton'un uzay ve zamanı mutlak olarak ifade eden teorisini kütle çekimini açıklamakta yetersiz bırakmıştır.

Einstein, eşdeğerlik ilkesiyle, yerçekimi ya da sabit ivme altında olmanın, fiziksel bir mekanizmayı paylaşabilecek birbirinden ayırt edilemez deneyimler olduğu sonucuna varmıştır. Önerilen mekanizma, 3 boyutlu uzaydaki yerel enerji yoğunluğunun bir sonucu olan aşamalı uzunluk daralması ve zaman genişlemesiydi; katı bir nesne içinde aşamalı bir gerilim oluşturuyor ve en büyük enerji yoğunluğunun bulunduğu yere doğru hareket ederek gerilimini azaltıyordu. Özel görelilik, yerçekimsel alanın sınırlı bir durumu olacaktır. Özel görelilik, 3B uzaydaki enerji yoğunluğu tekdüze olduğunda ve bu nedenle yerçekimi alanı konumdan konuma tekdüze ölçeklendiğinde, bir nesnenin ivme ve dolayısıyla yerçekimi yaşamamasına neden olduğunda geçerli olacaktır.

Genel görelilik

1915 yılında Einstein'ın genel görelilik teorisi, kütle çekimini Lorentzian manifoldu olarak modellenen 4 boyutlu uzayzaman ile yeni bir şekilde açıklamıştır. Zaman, üç uzay boyutuyla birleşmiş bir boyuttur, çünkü 3B uzaydaki her olay -yatay olarak 2B ve dikey olarak 1B- 1B zaman ekseni boyunca bir nokta içerir. Günlük yaşamda bile her ikisi de ifade edilir ya da ima edilir. Kişi "10 Ekim 2012 tarihinde saat 9:00'da Franklin Caddesi ile kesişen 123 Main Street binasında buluşalım" der ya da en azından bunu kasteder. Zaman koordinatını atlayarak ya da kaçırarak, aranan olay olmadığında uzayda doğru konuma varılır - bu geçmişte ya da gelecektedir, belki de akşam 6:00'da ya da sabah 12:00'de.

Uzay ve zamanı birbirine yaklaştırarak ve her ikisini de çevredeki enerji yoğunluğuna göre varsayarak ve tek sabit ya da mutlak olanı kütle bile değil, boşluktaki ışık hızı olarak belirleyerek, genel görelilik doğal dünyanın daha önce hayal edilmemiş dengesini ve simetrisini ortaya çıkardı. Her nesne her zaman düz bir çizgi boyunca ışık hızında hareket eder - bunun eşdeğeri, jeodezik veya dünya çizgisi olarak adlandırılan eğri bir yüzey üzerinde - geometrisi kütle/enerji civarında "eğrilen" 4 boyutlu uzay-zamanda serbest düşüş gibi en az direnç gösteren tek yol.

Boşlukta ışık hızındaki bir nesne 3 boyutlu uzayda maksimum hızda hareket eder, ancak olayların evrimini göstermez - zamanda donmuştur - oysa 3 boyutlu uzayda hareketsiz bir nesne 1 boyutlu zaman boyunca tamamen akar ve olayların maksimum hızda ortaya çıkışını deneyimler. Görüntülenen evren belirli bir konuma görelidir, ancak o civardaki kütle/enerji belirtildikten sonra, Einstein'ın denklemleri evrenin her yerinde ne olduğunu ya da olacağını öngörür. Einstein'ın kuramındaki göreliliğin öznel ya da keyfi olduğu fikrinin yaygınlaşması, daha sonra bu kurama genel kuram adını vermesi gerektiğini düşünen Einstein'ı biraz üzmüştür.

Kozmoloji

Elektromanyetik alanın haberci parçacıkları fotonlar, evren boyunca zamansız bir görüntü taşırken, bu alan içindeki gözlemciler bu görüntüyü çözmek ve 3 boyutlu uzayda hareket ederek tepki vermek için yeterli zaman akışına sahiptir, ancak bu zamansız görüntüyü asla geçemezler. Evrenin, evrenimizi başlattığı varsayılan büyük patlamadan 400.000 yıl sonraki halinin kozmik mikrodalga arka planı (CMB) olarak gösterildiği düşünülmektedir.

1915'te evrenin şu anda Samanyolu galaksisi olarak adlandırdığımız şeyden ibaret olduğu ve durağan olduğu düşünülüyordu. Einstein kısa süre önce yayınladığı yerçekimi alanı denklemlerini çalıştırdı ve bunun sonucunda evrenin genişlediğini ya da küçüldüğünü keşfetti. (Teori her iki yönde de çalışabilir-zaman değişmezliği.) Teoriyi revize ederek evreni keyfi olarak dengelemek için kozmolojik bir sabit ekledi. 1930'a yaklaşırken Edwin Hubble'ın genel görelilikle yorumlanan teleskopik verileri evrenin genişlediğini ortaya koydu.

Karl Schwarzschild 1916'da I. Dünya Savaşı sırasında Einstein'ın denklemlerini çalıştırdı ve Schwarzschild çözümü kara delikleri öngördü. On yıllar sonra astrofizikçiler belki de her galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara delik tespit ettiler. Kara delikler yıldız oluşumunu ve yıkımını düzenleyerek galaksi oluşumuna ve devamlılığına öncülük ediyor gibi görünmektedir.

1930'larda, genel göreliliğe göre, bir galaksiyi bir arada tutan görünmez madde tarafından çevrelenmediği sürece galaksilerin dağılacağı fark edildi ve 1970'lerde karanlık madde kabul edilmeye başlandı. 1998'de evrenin genişlemesinin yavaşlamadığı, aksine hızlandığı, bunun da evrende hem görünür maddeyi hem de karanlık maddeyi hızlandırmaya yetecek kadar büyük bir enerji yoğunluğuna, yani geniş bir karanlık enerji alanına işaret ettiği sonucuna varıldı. Görünüşe göre, evrenin bileşiminin %5'inden azı bilinmektedir, diğer %95'i ise gizemlidir-karanlık madde ve karanlık enerji.

Kuantum alemi

Garip mekanikler

1920'lere gelindiğinde, elektromanyetik alanın uzay ve zamanın minik ölçeklerinde işleyişini araştırmak için kuantum mekaniği (QM) geliştirildi. Yine de elektronlar - elektromanyetik alanın kuvvet taşıyıcıları olan fotonlarla etkileşime giren madde parçacıkları - mekanik ilkelere tamamen meydan okuyor gibi görünüyordu. Hiçbiri bir kuantum parçacığının konumunu an be an tahmin edemezdi.

Yarık deneyinde, bir elektron önüne yerleştirilen bir delikten geçecektir. Oysa tek bir elektron, önüne kaç tane yerleştirilmiş olursa olsun, birden fazla delikten aynı anda geçebilir. Tek elektron, sanki tek parçacık tüm deliklerden aynı anda geçen bir dalgaymış gibi algılama panosunda bir girişim deseni bırakacaktır. Yine de bu sadece gözlemlenmediğinde meydana gelir. Beklenen olayın üzerine ışık tutulursa, fotonun alanla etkileşimi elektronu tek bir konuma getirecektir.

Ancak belirsizlik ilkesi gereği, herhangi bir kuantum parçacığının tam konumu ve momentumu kesin olarak belirlenemez. Parçacığın gözlem/ölçüm aracıyla etkileşimi parçacığı saptırır, öyle ki konumunun daha iyi belirlenmesi momentumunun daha düşük belirlenmesini sağlar ve bunun tersi de geçerlidir.

Kuantize alan teorisi

Kuantum mekaniğinin bir alan boyunca genişletilmesiyle tutarlı bir model ortaya çıkmıştır. Konumdan komşu konuma, parçacığın orada var olma olasılığı bir olasılık dalgası gibi yükselip alçalacaktı - yükselen ve alçalan bir olasılık yoğunluğu. Gözlemlenmediğinde, herhangi bir kuantum parçacığı süperpozisyona girer, öyle ki tek bir parçacık bile ne kadar büyük olursa olsun tüm alanı doldurur. Yine de parçacık kesinlikle alanın herhangi bir yerinde değildir, ancak bitişik konumda olup olmadığına göre kesin bir olasılıkla oradadır. Maxwell'in elektromanyetik alanının dalga biçimi olasılıksal olayların birikimiyle oluşmuştur. Parçacıklar değil ama matematiksel biçim sabitti.

Alanın özel göreliliğe ayarlanması, elektromanyetik alanın tamamının tahmin edilmesine izin vermiştir. Böylece relativistik kuantum alan teorisi (QFT) ortaya çıktı. Elektromanyetik alanın göreli kuantum elektrodinamiği (QED). Zayıf ve elektromanyetik alanların birlikte ele alınmasıyla göreli elektrozayıf teori (EWT) ortaya çıkmıştır. Güçlü alan, göreli kuantum kromodinamiğidir (QCD). Hepsi birlikte parçacık fiziğinin Standart Modeli haline gelmiştir.

Fizikte bölünme

Standart Model kütleyi de içerecek şekilde genel göreliliğe ayarlandığında, sonsuz olasılık yoğunlukları ortaya çıkar. Olasılık normalde %0 ila %1-0 ila %100 olasılık arasında değiştiğinden, bunun yanlış olduğu varsayılmaktadır. Bazı teorik fizikçiler sorunun, her bir parçacığı prensipte sonsuz küçük olabilen sıfır boyutlu bir nokta ile temsil eden Standart Model'de olduğundan şüphelenmektedir. Oysa kuantum fiziğinde Planck sabiti, bir alanın bölünebileceği minimum enerji birimidir ve belki de bir parçacığın olabileceği en küçük boyuta dair bir ipucudur. Dolayısıyla yerçekimini kuantize etme arayışı var - bir kuantum yerçekimi teorisi geliştirmek.

Konsept

Çerçeve

String, mikroskobik ölçekte Einstein'ın 4 boyutlu uzayzamanının, her biri kıvrılmış 6 uzay boyutu içeren bir Calabi-Yau manifoldları alanı olduğunu ve bu nedenle klasik aleme sunulan 3 uzay boyutuna genişletilmediğini varsaymaktadır. Sicim teorisinde her bir kuantum parçacığının yerini, uzunluğu Planck uzunluğu olan 1 boyutlu bir titreşim enerjisi sicimi alır. Sicim hareket ettikçe genişliği izler ve böylece 2 boyutlu bir dünya sayfası haline gelir. Bir sicim 6 boyutlu Calabi-Yau uzayı içinde titreşip hareket ettikçe, sicim bir kuantum parçacığı haline gelir. Bu yaklaşımla, genel göreliliği açıklamak için öngörülen varsayımsal graviton kolayca ortaya çıkar.

Teoriler

Sicim teorisi, 26 boyutu çok daha az olan bozonik sicim teorisi olarak başlamıştır. Ancak bu sadece enerji parçacıkları olan bozonları modellerken, madde parçacıkları olan fermiyonları ihmal ediyordu. Dolayısıyla bozonik sicim teorisi maddeyi açıklayamıyordu. Ancak bozonik sicim teorisine süpersimetri eklenerek fermiyonlar elde edildi ve sicim teorisi süper sicim teorisine dönüşerek maddeyi de açıklamaya başladı.

(Kuantum alan teorisinin süpersimetri (SUSY) içeren versiyonlarında, her bozonun karşılık gelen bir fermiyonu vardır ve bunun tersi de geçerlidir. Yani, her enerji parçacığına karşılık gelen bir madde parçacığı ve her madde parçacığına karşılık gelen bir enerji parçacığı vardır, ancak gözlemlenemeyen ortak daha büyüktür ve bu nedenle süperdir. Bu süper ortaklar abartılı bir tahmin gibi görünebilir, ancak birçok teorisyen ve deneyci Standart Model'in süpersimetrik versiyonlarını tercih etmektedir, aksi takdirde denklemleri tahmin başarısını veya matematiksel tutarlılığı korumak için abartılı ve bazen keyfi olarak değiştirilmelidir, ancak süper ortaklar aynı hizadadır).

Tartışmalar

Test edilemez-bilimsel değil mi?

Sicim teorisinin tüm moleküllerin enerji sicimleri olduğu iddiası sert eleştirilere maruz kalmıştır. Sicim teorisinin birçok versiyonu vardır, ancak hiçbiri Standart Model tarafından açıklanan gözlemsel verileri tam olarak başarılı bir şekilde tahmin edememektedir. M teorisinin artık sayısız çözümü olduğu bilinmektedir ve bunlar genellikle garip ve var olduğu bilinmeyen şeyleri öngörmektedir. Bazıları sicim teorisyenlerinin sadece arzu edilen tahminleri seçtiğini iddia etmektedir.

Sicim teorisinin test edilebilir hiçbir öngörüde bulunmadığı iddiası yanlıştır, zira birçok öngörüde bulunmaktadır. Hiçbir teori -doğal fenomenlerin bazı alanlarına dair öngörücü ve belki de açıklayıcı bir model- doğrulanabilir değildir. Standart Model'e kadar tüm geleneksel fiziksel teoriler, doğal dünyanın gözlemlenemeyen yönleri hakkında iddialarda bulunmuştur. Standart Model'in bile doğal dünyaya ilişkin çeşitli yorumları vardır. Standart Model işletildiğinde, genellikle parçacık fizikçileri tarafından şimdiye kadar tanımlanan parçacık türlerinin sayısını iki katına çıkaran süpersimetrili bir versiyonu yapılır.

Hiçbiri uzayı tam anlamıyla ölçemez, ancak Newton mutlak uzay ve zamanı varsaydı ve Newton'un teorisi 200 yıl boyunca son derece test edilebilir ve öngörüsel olarak başarılı olan açık tahminler yaptı, ancak teori yine de doğayı açıklayıcı olarak yanlışlandı. Fizikçiler, kuvvetin evreni anında kat etmesi bir yana, maddeyi maddeye doğrudan çeken böyle bir çekici kuvvetin olmadığını kabul etmektedir. Bununla birlikte, Newton'un teorisi hala bilimin paradigmasıdır.

Gizli boyutlar mı?

Uzayın gizli boyutluluğu fikri gizli görünebilir. Kuantum kütleçekimi için bir rakip olan döngü kuantum kütleçekiminin bazı teorisyenleri, parçacıklar onu şekillendirene kadar uzayın bir şekli olduğunu varsayarak sicim teorisini temelde yanlış yönlendirilmiş olarak kabul ederler. Yani, uzayın çeşitli şekiller aldığından şüphe etmezler, sadece parçacıkların uzayın şeklini belirlediğini düşünürler, tersini değil. Genel görelilik tarafından öngörülen uzay-zaman girdabı görünüşe göre doğrulanmıştır.

Eğer doğal olarak doğru olarak yorumlanırsa, bir kuantum parçacığını 0 boyutlu bir nokta olarak temsil eden Standart Model, uzayzamanın bir şekil denizi, kuantum köpüğü olduğunu zaten göstermektedir. Sicim teorisyenleri doğanın daha zarif olduğuna inanma eğilimindedir; bu inanç, döngü teorisyeni Lee Smolin'in biyolojinin Modern Sentezini retorik bir araç olarak kullanırken romantik olarak reddettiği bir inançtır. Eklenen uzamsal boyutları tespit etmek için yapılan deneyler şimdiye kadar başarısız oldu, ancak yine de bunların işaretlerinin ortaya çıkma olasılığı var.

Çok fazla çözüm mü var?

M teorisinin trilyonlarca çözümü vardır. Sicim teorisinin öncülerinden Leonard Susskind, sicim teorisinin çözüm esnekliğini, M teorisinin gösterdiği gibi, bu evrenin neden var olduğu gizemini çözen paradoksal bir destek olarak yorumluyor, ancak her zaman yaklaşık olarak sonuç veren genel bir modelin bir varyantı.

Genel görelilik, 1915 yılında kurgu dışında hayal bile edilemeyen pek çok keşfi beraberinde getirmiştir. Einstein'ın kuantum parçacıklarının dinamiklerini açıklamaya çalışan denklemlerinin bir çözümü olan Einstein-Rosen Köprüsü, uzayzamandaki iki uzak noktayı birbirine bağlayan bir kestirme yol öngörmektedir. Yaygın olarak solucan deliği olarak adlandırılan Einstein-Rosen Köprüsü'nden kuşku duyulsa da kanıtlanamamıştır; bu da ya bir teorinin tüm sonuçlarının doğru olması gerekmediğini ya da gerçekliğin gözlemlenemeyecek kadar tuhaf olduğunu göstermektedir.

Birçok dünya

Parçacık fiziğinin Standart Modeli bile, bilimin popülist açıklamalarının ya atladığı ya da açıklanamayan meraklar olarak bahsettiği tuhaf olasılıklar önermektedir. Teori geleneksel olarak Kopenhag yorumunu kabul eder; buna göre alan sadece olasılıklardan ibarettir, bir gözlemci ya da alet alanla etkileşime girene kadar hiçbiri gerçek değildir, dalga fonksiyonu çöker ve geriye sadece parçacık fonksiyonu kalır, sadece parçacıklar gerçektir. Ancak dalga fonksiyonu çöküşü sadece varsayılmıştır - ne deneysel olarak doğrulanmış ne de matematiksel olarak modellenmiştir - ve ne kuantum alemindeki dalga fonksiyonundan ne de klasik alemdeki parçacık fonksiyonundan herhangi bir farklılık bulunamamıştır.

1957 yılında Hugh Everett "Göreceli durum" yorumunu tanımlamıştır. Everett, dalga fonksiyonunun çökmediğini ve tüm madde ve etkileşimlerin kuantum dalga parçacıklarından oluştuğu varsayıldığından, matematiksel denklemlerin gösterdiği kuantum alanının tüm olası varyasyonlarının gerçek ve eşzamanlı olarak meydana gelen ancak farklı tarih akışları olduğunu ileri sürdü. Bu yoruma göre, alanla etkileşime giren her şey, gözlemcinin durumuna göre alanın durumuna katılır -kendisi de kendi kuantum alanında bir dalga biçimidir- ve bu ikisi asla çökmeyen evrensel bir dalga biçiminde basitçe etkileşime girer. Şimdiye kadar pek çok fizikçinin kuantumdan klasik alemlere geçişle ilgili yorumu dalga fonksiyonunun çökmesi değil, kuantum tutarsızlığıdır.

Dekoheransta, alanla etkileşim gözlemciyi kuantum alanının yalnızca bir belirleyici takımyıldızına götürür ve böylece tüm gözlemler bu yeni, birleşik kuantum durumuyla hizalanır. Everett'in tezi, evrenimiz içinde gerçek olan, ancak her biri diğer dünyalardan çok küçük bir mesafede bulunan sanal veya potansiyel olarak sonsuz paralel dünyalar olduğu tahmin edilen Birçok dünya yorumuna ilham vermiştir. Her bir dünyanın dalga biçimi evrensel olduğundan -çökmediğinden- ve matematiksel ilişkileri değişmez olduğundan, paralel dünyalar sadece boşlukları doldurur ve birbirine dokunmaz.

Birçok evren

Einstein, Schwarzschild çözümünün öngördüğü gibi kara deliklerin gerçek olduğundan şüphe ediyordu. Bazıları şimdi kara deliklerin gerçekte var olmadığını, karanlık enerji olduğunu ya da evrenimizin hem kara delik hem de karanlık enerji olduğunu varsayıyor. Einstein'ın denklemlerinin Schwarzschild çözümü, bir kara deliğin öteki yüzü olan bir beyaz delikten çıkan başka bir evreni öngörmek için en üst düzeyde genişletilebilir. Belki de evrenimizin büyük patlaması büyük bir sıçramanın yarısıydı, bir şey kara deliğe çöktü ve evrenimiz diğer tarafından beyaz bir delik olarak çıktı.

Parçacıklar sicim midir?

Fizikçiler, kuantum parçacıklarının Standart Model'de temsil edildiği gibi gerçekten 0D noktalar olduğundan büyük ölçüde şüphe duymaktadır; bu model, biçimciliği (vuruşları veri girişi üzerine ilgilenilen olguları tahmin eden matematiksel cihazlar) sunar, bu olguları belirleyen mekanizmaların yorumunu değil. Yine de sicim teorisyenleri iyimser bir şekilde sicimlerin yalnızca tahmin edici araçlar değil, hem gerçek hem de açıklayıcı olduğunu varsayma eğilimindedir. Günümüz parçacık hızlandırıcılarının, bir kuantum parçacığının kendi enerjisini aşacak ve onun bir sicim olup olmadığını belirleyecek kadar yüksek enerji seviyelerinde herhangi bir araştırma parçacığını itme kapasitesinin çok ötesindedir. Ancak bu sınırlama diğer kuantum yerçekimi teorilerinin test edilmesinde de mevcuttur. Gelişmeler kuantum parçacıklarının yapısını "gözlemlemek" için başka stratejiler önermektedir.

Paradoksal olarak, testler parçacıkların enerji sicimleri olduğunu doğrulasa bile, bu yine de parçacıkların sicim olduğunu bile kesin olarak kanıtlamazdı, çünkü başka açıklamalar olabilirdi, belki de parçacık gerçek katı bir 0D noktası olmasına rağmen beklenmedik bir uzay çarpıklığı olabilirdi. Tahminler başarılı olsa bile, pek çok olası açıklama vardır - eksik belirleme sorunu - ve bilim felsefecileri ve bazı bilim insanları, bilimsel gerçekçilik, doğal dünyanın doğru açıklaması olarak öne sürüldüğünde, kusursuz tahmin başarısını bile başarılı teorinin açıklamalarının doğrulanması olarak kabul etmezler.

Madde enerji midir?

Parçacık fizikçilerinin, hızlandırıcılarda parçacıkları çarpıştırarak teorik fizikçilerin öngördüğü parçacıkları test etmeleri, kuantum parçacıklarının, deneycilerin yapılarını ortaya çıkarmak için açtıkları küçük Newton parçacıkları olduğunu düşündürmektedir. Bunun yerine, her biri elektronvolt olarak enerji cinsinden ölçülen belirli bir kütleye sahip iki parçacık çarpıştırıldığında, bu birleşik kütle/enerjiye sahip bir parçacıkta birleşebilirler ve üretilen parçacık öngörüye uygunluk açısından "gözlemlenir".

Tüm parçacıkların enerji olduğu fizikçiler arasında tartışmalı bir konu değildir. Döngü teorisyenleri, bazen sicim teorisi ile rekabet halinde, uzayzamanın kendisinin parçacıklara dönüştüğünü iddia ederler. Maddenin enerjinin özel bir çeşidi olması Einstein'ın özel görelilik teorisinin bir sonucuydu ve bunun üzerine Einstein kütle-enerji denkliğini E=mc² olarak resmileştirdi. Yeterince enerjik fotonlar çarpıştığında, birleşebilir ve madde-madde oluşumuna neden olabilirler. Tüm parçacıkların antiparçacıkları vardır ve madde atomlarının, birleşmeleri parçacıkları ve maddeyi yok ederken enerji bırakan antimadde antiatomları vardır.

Gelişmeler

İlham verici bir gelişme, Calabi-Yau uzaylarının çiftler halinde gelme eğiliminde olduğu ayna simetrisinin keşfidir; öyle ki, daha önce bir sicimin aşırı titreşim modunda zor olan çözümler, ayna Calabi-Yau uzayının geometrisi aracılığıyla karşıt aralığında çözülebilir.

Sicim teorisi genellikle 2 boyutlu uzayda bir kuantum alan teorisi olan konformal alan teorisi aracılığıyla çözülür. Moleküllerin 2D'ye çökebileceği doğrulanmıştır. Ve uzun zamandır temel bir parçacık olduğu varsayılan elektron, elektronları içeren moleküller 1D bir yoldan kanalize edildiğinde, elektronun üç serbestlik derecesini taşıyan ayrı ayrı üç varlığa bölünüyor gibi görünüyor.