Как гипотеза теории струн может объяснить каждый аспект реальности

Теория струн — гипотетическая концепция, претендующая на звание "теории всего", способной объяснить фундаментальные аспекты мироздания, включая силы природы и строительные блоки материи. Идея теории струн мощная, но остаётся непроверенной и незавершенной. Своё начало она получила в попытках объяснить сильное ядерное взаимодействие, с чем, однако, справлялась не вполне успешно.

Фото: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Picture_by_Hubble_Space_Telescope_crop.jpg by NASA, ESA, and M. Livio and the Hubble 20th Anniversary Team (STScI)

До 1960-х годов физики уверенно считали, что выявили фундаментальные частицы материи — протоны, нейтроны и электроны. Им удалось объединить квантовую механику и специальную теорию относительности в рамках квантовой электродинамики (КЭД) — полной квантовой теории электромагнитного взаимодействия. Однако, с появлением мощных коллайдеров частиц, картина мира начала стремительно меняться.

Физики обнаружили, что протоны и нейтроны — не фундаментальные частицы, как считалось ранее, и что их распады приводят к появлению целого спектра новых частиц: мезонов, пионов, каонов и других. Эти частицы подчинялись неизвестной на тот момент силе природы, названной сильным взаимодействием. Математические инструменты, на которых строилась КЭД, оказались неготовыми к такому многообразию частиц, что привело к поиску новых подходов.

Некоторые теоретики обратились к малоизвестным математическим идеям, ранее предложенным Вернером Гейзенбергом, основателем квантовой механики, и начали искать более подходящие инструменты для описания множества частиц и их взаимодействий. В итоге появился новый подход — теория струн, которая позже развилась в одну из наиболее обсуждаемых гипотетических моделей современной физики.

Уточнения

Тео́рия струн — направление теоретической физики, изучающее динамику взаимодействия объектов не как точечных частиц, а как одномерных протяжённых объектов, так называемых квантовых струн.