najväčší objav fyziky 20. storočia sa dá zhrnúť do jednej vety: Látky sa skladajú z atómov a porozumenie atómom nám umožňuje porozumieť látkam. Samotné porozumenie atómom pritom bolo veľmi netriviálne. Atómy, ktoré mali byť z definície nedeliteľné, sa v experimentoch začali javiť ako zložité štruktúry menších častíc, konkrétne elektrónov a atómových jadier. Ak sme chceli porozumieť atómom, museli sme porozumieť týmto časticiam a ich vzájomným interakciám.
Toto porozumenie, ktorému hovoríme kvantová mechanika, je vskutku podivné. Prečo veríme podivnej teórii a nazývame ju porozumením? Pretože dáva obrovské množstvo predpovedí, ktoré sa dajú experimentálne overiť, a experiment ich jednu za druhou potvrdil. Fyzikálna teória nemusí byť prirodzená (aj keď by sme boli radšej, keby sa nám javila prirodzene), jej predpovede však musia súhlasiť s experimentom. A to kvantová mechanika spĺňa dokonale.
Kvantová mechanika však nie je koniec príbehu. Pri atómových jadrách sa totiž ukázalo, že tiež majú svoju štruktúru a skladajú sa z nejakých častíc, konkrétne z protónov a neutrónov. Ak sme teda chceli porozumieť atómovým jadrám, potrebovali sme nájsť teóriu jadrových síl. A toto sa ukázal byť oveľa tvrdší oriešok, než bolo porozumenie atómom.
Pri hľadaní porozumenia jadrovým silám sa ukázalo, že aj protóny a neutróny sa z niečoho skladajú. Podľa nášho súčasného chápania fyziky elementárnych častíc (ktorému hovoríme štandardný model) sa protóny a neutróny skladajú z takzvaných kvarkov. Ešte pred objavom kvarkov sa však objavila myšlienka, že sa skladajú z malilinkých struniek. Kvarky vyhodili tieto strunky z dverí, ale tie potvorky sa vrátili oknom. Za zvuku slávnostných fanfár a hlaholu zvonov.
INSTITUTE FOR ADVANCED STUDYGuru strunovej teórie Edward Witten, americký teoretický fyzik so zameraním na matematickú fyziku, profesor na Institute of Advanced Study v Princetone.
Druhý najväčší objav fyziky 20. storočia sa dá tiež zhrnúť do jednej vety: Gravitácia je prejavom zakrivenia časopriestoru. Gravitačné pôsobenie sa pritom dá formálne opísať aj v plochom (nezakrivenom) časopriestore, v ktorom s elementárnymi časticami interagujú aj kvantá gravitačného poľa. Problémom je, že konzistentnú kvantovú teóriu gravitácie zodpovedajúcu Einsteinovej všeobecnej teórii relativity zatiaľ nikto nevymyslel.
Fanfáry a zvony sprevádzajúce návrat struniek do teoretickej fyziky súviseli s tým, že pri vhodnej interpretácii ponúkali tieto strunky práve kvantovú teóriu gravitácie. Malo to svoje problémy, táto teória fungovala len v časopriestoroch s väčším počtom dimenzií, než má náš štvorrozmerný časopriestor, čiže len v oveľa väčších vesmíroch, než je nami vnímaný vesmír.
BEZ VÁS SA NEPOHNEME
Pridajte sa do komunity predplatiteľov, ktorí pohnú Slovenskom a prečítajte si odomknutú verziu tohto článku.