La teoria delle stringhe

Una parte significativa dei ricercatori di gravità quantistica proviene dalla scuola che appartiene alla meccanica quantistica.
Dopo aver sviluppato idee come la teoria quantistica dei campi e la supersimmetria essi sono fiduciosi di riuscire a risolvere le incongruenze tra meccanica quantistica e relatività generale quando affrontiamo il tema della gravità. Una delle teorie candidate a questo scopo è la “teoria delle stringhe”. Descrive la forza di gravità in termini di mediatori di forza chiamati gravitoni. La teoria delle stringhe è però profondamente diversa dalla teoria quantistica dei campi. In parole semplici afferma che tutte le particelle elementari sono in realtà “corde vibranti”, le diverse frequenze delle vibrazioni danno origine a particelle diverse.

La versione originale della teoria delle stringhe era basata su alcune intuizioni del 1968 di un fisico fiorentino Gabriele Veneziano che però implicava la presenza di particelle più veloci della luce, i cosiddetti “tachioni”. Questa ipotesi respinta dalla maggioranza dei fisici e non comprovata sperimentalmente lasciò in stand-by la nascente teoria delle stringhe. fino alla metà degli anni Ottanta. In quel periodo John Schwarz e Micheal Green applicarono la supersimmetria alla teoria delle stringhe di Veneziano e questo risolse molti problemi. La teoria fu ribattezzata come “teoria delle superstringhe” e si candido al ruolo del Santo Graal della fisica, la Teoria del Tutto. La teoria in grado di unificare finalmente meccanica quantistica e relatività.

Dopo l’eccitazione iniziale però la ricerca si arenò nuovamente, per due motivi fra tutti.  Prima di tutto la matematica della teoria delle superstringhe era cosi complicata che nessuno riusciva a capire cosa significassero esattamente le sue equazioni.

Il secondo problema era forse ancora più grave. Agli inizi degli Anni Novanta dello scorso secolo circolavano almeno cinque versioni diverse di teoria delle stringhe e non c’era alcun accordo su quale fosse quella giusta.
Poi nel 1995 dopo l’intuizione di Veneziano, quella di Schwarz e Green, avvenne la terza svolta nella teoria che ne rilanciò credibilità ed interesse.
Si propose una nuova struttura in grado di unificare le diverse teorie delle superstringhe. La nuova teoria si chiamava “Teoria M” dove M stava per membrana. 
La teoria M prevede l’esistenza di membrane bidimensionali e di grumi tridimnensionali.
La teoria prevede inoltre uno spazio a dieci dimensioni più una per il tempo. Però sei o sette delle dimensioni spaziali sarebbero accartocciate in uno spazio più piccolo di quello che si riesce a misurare con gli acceleratori di particelle attuali. Tuttavia ancora nessuno è riuscito ad ideare e risolvere le equazioni della Teoria M.

La strada verso l’agognata Teoria del Tutto è ancora lunga.
Concludiamo questo post con una frase di Veneziano, precursore della teoria delle stringhe:
« Sono idee ancora speculative, ma non è filosofia.[..] Con l’energia del Large Hadron Collider si potrà studiare il plasma di quark e gluoni dell’Universo primordiale; ma se fossero vere le ipotesi di questa nuova cosmologia, potremmo esplorare fenomeni cosmologici ancora più antichi. Quanto al puzzle che si complica sempre di più, è vero. Ci piacerebbe molto descrivere la natura con una sola equazione: ma se questa equazione cela una matematica così sofisticata da rendere la sua risoluzione impossibile, allora la semplicità è illusoria. »