I årtionden, de flesta fysiker har enats om att strängteori är den saknade länken mellan Einsteins teori om allmän relativitet, beskriver naturlagarna i största skala, och kvantmekanik, beskriver dem i minsta skala. Dock, ett internationellt samarbete som leds av Radboud -fysiker har nu gett övertygande bevis på att strängteori inte är den enda teorin som kan utgöra länken. De visade att det är möjligt att konstruera en teori om kvantgravitation som följer alla fysiska grundlagar, utan strängar. De beskrev sina fynd i Fysiska granskningsbrev förra veckan.

När vi observerar gravitationen på jobbet i vårt universum, såsom rörelse av planeter eller ljus som passerar nära ett svart hål, allt verkar följa de lagar som Einstein skrev ner i hans teori om allmän relativitet. Å andra sidan, kvantmekanik är en teori som beskriver naturens fysikaliska egenskaper i den minsta skalan av atomer och subatomära partiklar. Även om dessa två teorier har gjort det möjligt för oss att förklara alla fundamentala fysiska fenomen som observerats, de motsäger också varandra. Från och med idag, fysiker har svåra svårigheter att förena de två teorierna för att förklara gravitationen på både den största och minsta skalan.

Inga strängar fästa

På 1970 -talet, fysiker föreslog en ny uppsättning fysikprinciper för att ta itu med detta problem, utvidga de lagar som föreslås av den allmänna relativitetsteorin. Enligt denna så kallade "strängteori, "allt omkring oss bildas inte av punktpartiklar, men genom strängar:endimensionella objekt som vibrerar. Sedan introduktionen har strängteori har varit det mest utbredda teoretiska ramverket som man tror kompletterar Einsteins allmänna relativitetsteori till en teori om kvant gravitation.

Dock, en ny demonstration av teoretiska fysiker vid Radboud University visar nu att strängteori inte är det enda sättet att göra detta. "Vi visar att det fortfarande är möjligt att förklara gravitationen med hjälp av kvantmekanik utan att använda strängteorins lagar alls, "säger teoretiska fysikern Frank Saueressig." Vi visar att idén att allt består av punktpartiklar fortfarande skulle kunna passa med kvantgravitation, utan att inkludera strängar. Detta partikelfysiska ramverk verifieras också experimentellt, till exempel, vid Large Hadron Collider (LHC) på CERN. "

Sett i experiment

"För forskare, denna alternativa teori är attraktiv att använda eftersom det har varit extremt svårt att koppla strängteori till experiment. Vår idé använder de fysiska principer som redan testats experimentellt. Med andra ord:ingen har någonsin observerat strängar i experiment, men partiklar är saker som människor definitivt ser vid LHC -experiment. Detta låter oss lättare överbrygga klyftan mellan teoretiska förutsägelser och experiment. "

Bara en uppsättning lagar

Efter att ha visat att deras idéer kan lösa långvariga problem inom partikelfysik, konsortiet utforskar för närvarande de följder som deras nya lagar får på svarta hål. "Trots allt, det finns bara en uppsättning naturlagar och denna uppsättning bör kunna gälla alla slags frågor, inklusive vad som händer när vi kolliderar partiklar med fantastiskt höga energier eller vad som händer när partiklar faller i ett svart hål. Det skulle vara fantastiskt att visa att det faktiskt finns en koppling mellan dessa till synes bortkopplade frågor som gör det möjligt att lösa de gåtor som visas på båda sidor. "