Sicim teorisini elde etmek için yalnızca dört temel fizik varsayımı yeterli olabilir mi? Yeni bir çalışma, evrenin en temel düzeyde “titreşen sicimlerden” oluştuğunu öne süren bu yaklaşımın, aslında oldukça basit ilkelerden doğal olarak türeyebileceğini gösteriyor.
Fizikte “her şeyi açıklama” arayışı
Sicim teorisi, parçacıkların noktasal yapılar değil, farklı frekanslarda titreşen enerji sicimleri olduğu fikrine dayanıyor. Bu yaklaşım, kütle çekimi ile kuantum fiziğini tek bir çerçevede birleştirebilecek “her şeyin teorisi” adaylarından biri olarak görülüyor. Ancak yıllardır tartışmalı; çünkü doğrudan deneysel bir doğrulaması henüz yok.
Dört temel varsayımdan sicim teorisine
Caltech’ten Clifford Cheung ve ekibinin çalışmasına göre, oldukça “temel” kabul edilen dört fizik varsayımıyla yola çıkıldığında sicim teorisinin matematiksel yapısına ulaşmak mümkün görünüyor. Araştırma, Physical Review Letters dergisinde kabul edildi.
Bu yaklaşımda amaç, sicim teorisini baştan varsaymak yerine, en temel fizik kurallarından başlayarak hangi teorilerin ortaya çıkabileceğini “geri mühendislik” ile bulmak.
Kullanılan temel fizik ilkeleri
Çalışmada yer alan varsayımlardan ikisi fizik dünyasında oldukça kabul görüyor:
Bunlardan biri kuantum mekaniğindeki “olasılıkların toplamının %100 etmesi” gerektiğini ifade eden unitarite ilkesi. Bir diğeri ise Einstein’ın özel görelilik kuramından gelen Lorentz simetrisi; yani doğa yasalarının hızınıza ya da bulunduğunuz konuma göre değişmemesi.
Bunlara ek olarak, çok yüksek enerji seviyelerinde teorinin bozulmadan çalışabilmesi gerektiği varsayımı ve en basit matematiksel çözümü seçmeye yarayan teknik bir “en az karmaşıklık” koşulu da kullanılıyor.
Sonuç: Sicim teorisinin matematiksel izi
Bu varsayımlar bir araya getirildiğinde, ortaya çıkan matematiksel yapı yalnızca iki olasılığa indirgeniyor. Bunlar Veneziano ve Virasoro–Shapiro olarak bilinen saçılma genlikleri. İlginç olan ise, bu yapıların doğrudan sicim teorisinin öngördüğü sonuçlarla aynı olması.
Tartışma bitmiyor ama bakış açısı değişiyor
Araştırma sicim teorisinin kesin olarak doğru olduğunu kanıtlamıyor. Çünkü kullanılan varsayımlardan biri yanlış olabilir veya doğa farklı bir yol izliyor olabilir. Ancak çalışma, sicim teorisinin rastgele bir fikir olmadığını, belirli fizik ilkelerinden doğal olarak “zorunlu” şekilde ortaya çıkabileceğini gösteriyor.
Bilim insanlarına göre bu yaklaşım, teorik fiziğin klasik yöntemini tersine çeviriyor: Artık önce teoriyi kurup sonra test etmek yerine, en temel kurallardan başlayarak hangi teorilerin mümkün olduğunu keşfetmek mümkün hale geliyor.