Teoria delle superstringhe: differenze tra le versioni

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L'idea alla base della teoria è che i costituenti fondamentali della realtà siano "stringhe" o "corde" di lunghezza pari a quella di Planck (1,616x10<sup>−35</sup>&nbsp;m) che vibrano a frequenze diverse. Il [[gravitone]], la particella proposta quale mediatrice della gravità, per esempio, è descritta dalla teoria come una stringa che vibra con ampiezza d'onda uguale a ''zero''. Questa particella nasce dalle oscillazioni nello spazio di una stringa chiusa; l'elisione di componenti energetiche sui vari piani di vibrazione rende possibile sia l'esistenza di particelle con massa nulla (ad esempio fotoni) che di particelle dotate di massa non nulla ed in cui alcune componenti energetiche non si elidono.
 
Un'altra condizione prevista dalla teoria è che non vi siano differenze misurabilmente riscontrabili tra stringhe che si "accartocciano" intorno a dimensioni più piccole di loro stesse e quelle che si muovono lungo dimensioni più grandi (cioè, gli effetti in una dimensione di grandezza R sono uguali a quelli in una dimensione di grandezza 1/R). Le singolarità sono evitate in virtù del fatto che le conseguenze che si potrebbero osservare in un ''[[Big Crunch]]'' non raggiungono mai lo zero. Infatti, se l'universo dovesse iniziare un processo di ''Big Crunch'', la teoria delle stringhe ci dice che l'universo non potrebbe mai diventare più piccolo delle dimensioni di una stringa e che a quel punto dovrebbe iniziare ad espandersi.
 
== Numero delle dimensioni ==
Il nostro spazio fisico possiede solo 4 dimensioni apprezzabili alla nostra scala di grandezza e di ciò bisogna sempre tenere conto in qualsiasi teoria [[fisica]]; tuttavia, nulla vieta di per sé che una teoria affermi che vi sono dellesiano dimensioni spaziali aggiuntive. Nel caso della [[teoria delle stringhe]], vi sono evidenze secondo cui lo spazio-tempo richiede 10, 11 o addirittura 26 dimensioni. Il conflitto tra i dati osservati e la proposta teorica vieneè risolto postulando che le dimensioni aggiuntive siano "arrotolate su se stesse" o meglio [[Dimensione compattata|compattificate]]. Il modello a 6 dimensioni di [[Spazio di Calabi-Yau|Calabi-Yau]] può giustificare le dimensioni addizionali richieste dalla teoria delle superstringhe.
 
La nostra mente trovaE' difficile "visualizzare" queste dimensioni perché noi possiamo muoverci soltanto in uno spazio a tre dimensioni. Un metodo per superare questo limite è quello di non tentare di visualizzare le dimensioni aggiuntive, bensì di pensare ad esse come numeri addizionali nelle equazioni che descrivono come il mondo, è fatto.e Ciòciò apre la questione se questi "numeri extra" possano essere osservati direttamente mediante esperimenti. Questo, a sua volta, pone la questione se i modelli che derivano da questi calcoli astratti possano essere considerati "[[Metodo scientifico|scientifici]]", in quanto fino ad ora parefinora non siaè possibile dimostrarli con esperimenti, dato che: con la fisica conosciuta oggi gli apparati sperimentali dovrebbero essere grandi oltre l'immaginabile (sarebbero necessari acceleratori di particelle grandi più o meno quanto la nostra galassia).
 
La teoria delle superstinghe non è la prima teoria a più dimensioni proposta (''vedi la [[teoria di Kaluza-Klein]]''). La moderna teoria delle stringhe si basa sulla matematica delle pieghe, dei nodi e della topologia che è stata largamente sviluppata dopo Kaluza e Klein e che ha permesso negli ultimi tempi che le teorie fisiche fondate su dimensioni extra fossero molto più credibili di quanto non lo fossero ai tempi di Kaluza e Klein.
 
== Numero delle teorie delle superstringhe ==
Uno dei problemi con cui si dovevano confrontare i fisici teorici favorevoli a questa teoria era l'esistenza di
5 differenti teorie delle superstringhe. Una soluzione a questo problema sembrò derivare dalla cosiddetta "''seconda rivoluzione delle superstringhe''" avvenuta negli [[anni 1990|anni novanta]], la quale proponeva che le 5 teorie possano in realtà essere interpretate come 5 diversi aspetti di una teoria ancora più basilare: la [[M-teoria]]. Questa soluzione è però ancora allo stadio di [[congettura]].<ref>Polchinski, Joseph. ''String Theory: Volume II''. Cambridge University Press, p. 198.</ref>
 
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Le caratteristiche principali delle cinque teorie compatibili delle superstringhe sono:
* La teoria delle stringhe di Tipo I ha una [[supersimmetria]] in senso deca-dimensionale (16 [[supercarica|supercariche]]). Questa teoria è peculiare in quanto si basa su stringhe non orientate aperte e chiuse, mentre le altre sono basate su stringhe orientate chiuse.
* Le teorie delle stringhe di Tipo II hanno due supersimmetrie in senso deca-dimensionale (32 supercariche). Vi sono due tipi di strighestringhe tipo II, chiamate tipo IIA e tipo IIB, che differiscono tra di loro per il fatto che la teoria IIA è di tipo non-chirale (parità conservate) mentre la IIB è di tipo chirale (parità violata).
* Le teorie delle stringhe eterotiche sono basate su un ibrido particolare di una superstringa di tipo I e una stringa bosonica. Vi sono due tipi di stringhe eterotiche che differiscono riguardo al [[gruppo di gauge]] deca-dimensionale: la stringa eterotica ''E''<sub>8</sub>&times;''E''<sub>8</sub> e la stringa eterotica SO(32). (Il nome di stringa eterotica SO(32) è lievemente impreciso riguardo ai gruppi di Lie SO(32) perché la teoria dà origine ad un quoziente Spin(32)/Z<sub>2</sub> che non è equivalente a SO(32).)