Ученые: Строительными блоками Вселенной являются не частицы, а нечто другое

• 20.01.2025, 15:51

Физики получили некоторые важные подсказки.

Теория струн предполагает, что фундаментальными строительными блоками Вселенной являются не частицы, такие как электроны или кварки, а крошечные вибрирующие струны энергии. Именно вибрация и расположение этих струн затем создают частицы, материю, энергию и фундаментальные силы Вселенной.

Теория струн предполагает, что все во Вселенной взаимосвязано, а частицы являются не точечными объектами, а струнами. Но до сих пор доказать теорию струн не удалось. Тем не менее авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, получили некоторые подсказки, которые говорят о том, что данная теория может быть верной, пишет Interesting Engineering (перевод - «Фокус»).

Физики считают, что размер одной струны составляет примерно 10 в минус 35 степени метра. Но обнаружить эти струны не удалось, ведь даже самый мощный ускоритель частиц, Большой адронный коллайдер, может обнаружить объекты только размером до 10 в минус 20 степени метра. Поэтому пока доказать наличие струн во Вселенной во время экспериментов невозможно, нужны более мощные ускорители частиц.

Поэтому физики использовали для теоретического определения наличия струн математическую конструкцию, известную как бутстрэп. С ее помощью можно получить представление о физических свойствах системы, даже не зная ее базовой фундаментальной динамики

Этот подход требует начинать с базовых правил, которым должна следовать система. Эти правила обычно связаны с симметрией, причинно-следственной связью и математической согласованностью. Например, для описания взаимодействия струн физики использовали амплитуды рассеивания, то есть математические выражения, которые описывают вероятность взаимодействия и рассеивания частиц друг от друга при столкновении.

Физики использовали амплитуды, известные как локальность и унитарность. Первые описывают то, что ничто не может мгновенно повлиять на что-то далекое, ведь силам необходимо время для перемещения, поэтому причинно-следственные связи остаются последовательными. Вторые описывают то, что в квантовой механике шансы всех возможных результатов всегда должны составлять 100%, и эти шансы не могут быть отрицательными. Это правило также ограничивает то, как частицы могут взаимодействовать друг с другом.

Когда физики применили локальность и унитарность к математической конструкции, то в результате они получили амплитуду Венециано, которая описывает рассеивание струн.

Таким образом теоретически струны во Вселенной могут существовать, и теория струн может быть верной. Но данное исследование не может точно это подтвердить и нужны эксперименты в более мощных ускорителях частиц. Возможно, с их помощью все же будут обнаружены струны, что изменит понимание Вселенной.