Bilim
Sicim teorisi ölmedi
Evrenin sırlarını arayan bilim insanları, doğadaki tüm güçlerin ve parçacıkların nasıl bir araya geldiğini gösteren bir model yapmak istiyor. Bunu Legolarla yapmak güzel olurdu. Ama belki de her şeyi iplerle birbirine bağlamak daha iyi bir fikir olabilir.
Elbette gerçek iplerle değil, küçük halkalar ya da titreşen enerji parçacıklarıyla. Ve “birbirine uydurma” matematiksel olmalı, düzgün şekillendirilmiş plastik parçalar aracılığıyla değil. On yıllardır pek çok fizikçi, özellikle küçük bir “sicim” içeren denklemlerin, doğanın nihai atom altı gizemlerini çözen teoriyi sağlayabileceği umudunun peşinden gitti.
Sicim teorisi, The Big Bang Theory ve NCIS gibi popüler TV programlarında boy göstererek bir tür bulanık kültürel beğeni kazanmıştır. Fizikçiler arasında ise teoriye tepkiler karışık olmuştur. 1980'ler ve 90'lardaki birkaç umut verici keşif patlamasından sonra, sicimler vaatlerini yerine getiremedikleri için biraz gözden düştüler. Bunlar arasında atom altı parçacıkların kuantum teorisine yerçekimini dahil etmek için uygun bir yol sağlamak da vardı. Bir diğeri ise doğanın çoklu temel kuvvetlerinin tek bir birleşik kuvvetin farklı çocukları olduğunu gösterecek matematiği ortaya çıkarmaktı. Hala tutulmamış sözler.
Yine de sicim teorisinin ilgi odağı olmaktan çıkmasından bu yana geçen süre zarfında, önemli bir sicim adanmışları kadrosu tüm yarım kalmış uçları bir araya getirmek için çalıştı. Başarıya ulaşılması zor olsa da gerçek bir ilerleme kaydedildi. Sadece maddenin en küçük parçacıkları değil, tüm evrenin özellikleri hakkında fizikçileri rahatsız eden sorular da sicim teorisyenlerinin çabalarına boyun eğebilir.
Fizikçiler Fernando Marchesano, Gary Shiu ve Timo Weigand, Nükleer ve Parçacık Biliminin 2024 Yıllık İncelemesi'nde “Parçacık fiziği ve kozmolojideki çözülmemiş sorunların çoğu derinden iç içe geçmiş durumda” diye yazıyor. Sicim teorisi bu sorunları çözmeye giden yolu sağlayabilir.
Bu arayıştaki en önemli yaklaşımlardan biri, sicim teorisinin parçacık fiziğinin Standart Modeli olarak bilinen şeyi açıklayıp açıklayamayacağını bulmaktır. Yirminci yüzyılın son bölümünde geliştirilen Standart Model, doğanın tüm temel parçacıklarını listeleyen bir tür liste sunmaktadır. Bazıları maddenin yapı taşlarını oluşturur; diğerleri ise madde parçacıkları arasındaki kuvvetleri ileterek nasıl davranacaklarını yönetir.
Parçacık fiziğinin Standart Modeli, doğanın bilinen kuvvetlerini ve atom altı parçacıklarını tanımlar. Bunlar kuarkları, leptonları ve bozonları içerir. Protonlar ve nötronlar yukarı ve aşağı kuarklardan oluşur. Leptonlar elektronları ve nötrinoları içerir. Fotonlar elektromanyetik kuvveti iletir; gluonlar atom çekirdeğinde parçacıkları bir arada tutar; W ve Z parçacıkları ise bazı radyoaktivite türleri için önemli olan zayıf nükleer kuvveti iletir. Higgs bozonu bazı parçacıkların kütle kazanmasında rol oynar. Kredi: Knowable Magazine
Bu parçacıkları gösteren bir grafik çizmek oldukça basittir. Madde parçacıkları için 12 noktaya ihtiyacınız var - altı kuark ve altı lepton. Kuvvet parçacıkları (topluca bozon olarak bilinir) için dört noktaya ve bazı parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu açıklamak için gereken bir parçacık olan Higgs bozonu için bir noktaya ihtiyacınız vardır. Ancak çizelgenin altında yatan matematik akıl almaz derecede karmaşıktır, hiyeroglifleri kendi kendini açıklar gibi gösteren bir denklemler kombinasyonu Bu denklemler neredeyse tüm parçacık fiziği davranışlarının sonuçlarını açıklamak için mükemmel bir şekilde çalışır. Ancak Standart Model evrenin tüm hikayesi olamaz. Marchesano ve çalışma arkadaşları şöyle yazıyor:
“Standart Model'in şu anda erişilebilir enerji ölçeklerine kadar gözlemlenen parçacık fiziğini tanımlamadaki inanılmaz başarısına rağmen, neden eksik olduğuna dair ikna edici argümanlar var.” Bir kere, denklemleri Standart Model tablosunda yeri olmayan kütleçekimini kapsamıyor. Ve Standart Model matematiği, bazı parçacıkların neden bu kadar kesin kütlelere sahip olduğu gibi birçok soruyu cevapsız bırakıyor. Standart Model matematiği ayrıca galaksilerin içinde ve arasında gizlenen gizemli karanlık maddeyi de içermiyor ve boş uzayın neden evrenin hızlanan bir oranda genişlemesine neden olan bir enerji formuyla aşılandığını açıklamıyor. Bu sorunları araştıran bazı fizikçiler sicim teorisinin yardımcı olabileceğine inanıyor, çünkü Standart Model'in bir sicim versiyonu, eksikliklerini açıklayabilecek ek matematik içerecektir. Başka bir deyişle, eğer sicim teorisi doğruysa, Standart Model, sicim teorisinin gerçekliğin tam matematiksel tanımının sadece bir bölümü olacaktır. Sorun şu ki sicim teorisi gerçekliğin pek çok farklı versiyonunu tanımlıyor. Bunun nedeni sicimlerin normal üç boyutun ötesinde çoklu uzay boyutlarına sahip bir alemde var olmalarıdır. Sicim teorisyenleri günlük yaşamın üç boyutlu bir dünyada gayet iyi ilerlediğini kabul ederler. Bu nedenle, sicim dünyasının ekstra boyutları fark edilemeyecek kadar küçük olmalıdır: Küçülmeleri ya da mikroskobik boyuta “sıkıştırılmaları” gerekir. Bu tıpkı büyük bir kâğıt üzerinde yaşayan bir karıncanın iki boyutlu bir kâğıdı algılaması gibidir.
Kaynak: https://www.popsci.com/science/string-theory-is-not-dead/
