Теория струн, концептуализированная более 50 лет назад как основа для объяснения образования материи, остается неуловимой как «доказуемый» феномен. Но теперь команда физиков сделала значительный шаг вперед в проверке теории струн, используя инновационный математический метод, который указывает на ее «неизбежность».
Теория струн утверждает, что основными строительными блоками природы являются не частицы, а, скорее, одномерные вибрирующие струны, которые движутся с разными частотами, определяя тип возникающей частицы — подобно тому, как вибрации струнных инструментов создают множество музыкальных примечания.
В своей работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи Нью-Йоркского университета и Калифорнийского технологического института поставили следующий вопрос: «Каков математический вопрос, на который теория струн является единственным ответом?» Такой подход к пониманию физики известен как «бутстрап» и напоминает пословицу о том, как «подниматься за свои крючки» — получать результаты без дополнительной помощи или, в данном случае, вмешательства.
Бутстрап ранее позволил физикам понять, почему общая теория относительности и различные теории частиц, такие как взаимодействие глюонов внутри протонов, математически неизбежны: они являются единственными последовательными математическими структурами при определенных критериях.
Однако на тот же вопрос для теории струн ранее не было дано ответа: какие критерии однозначно определяют ее, математически выбирая ее из множества всех возможных теорий?
В статье ученые обнаружили способ предварительного определения амплитуд этих струн, в частности, построения их посредством создания математических формул. Введя специальные математические условия в свои формулы для амплитуд рассеяния, которые описывают, как частицы взаимодействуют и в конечном итоге формируются, группа обнаружила, что амплитуды теории струн оказались единственным последовательным ответом.
