Η θεωρία των χορδών αποτυγχάνει σε πειραματικό έλεγχο

Ένας τρόπος ελέγχου της θεωρίας των χορδών προτάθηκε πριν από αρκετά χρόνια (2004) από τον Polchinski και τους συνεργάτες του. Σύμφωνα με την τότε ανακοίνωσή τους μια εφικτή δοκιμασία της θεωρίας των χορδών θα μπορούσε να γίνει διαμέσου των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων LIGO, όταν θα ολοκληρωνόταν η κατασκευή του και θα έμπαινε σε λειτουργία. Οι  Polchinski et al πρότειναν την αναζήτηση την «βαρυτικής υπογραφής» των κοσμικών χορδών που απέμειναν από την δημιουργία του σύμπαντος. Η έννοια των κοσμικών χορδών εισήχθη για πρώτη φορά από τον Tom Kibble την δεκαετία του 1970. Μπορούν να παραχθούν στα πλαίσια των μετατροπών φάσης στο πρώιμο σύμπαν που προβλέπουν οι Μεγάλες Θεωρίες Ενοποίησης (GUTs) και η θεωρία των χορδών. Ο κύριος μηχανισμός βάσει του οποίου οι κοσμικές χορδές χάνουν ενέργεια είναι διαμέσου της παραγωγής βρόχων και της επακόλουθης εκπομπής βαρυτικών κυμάτων.

Υπολογίζοντας τον ρυθμό διάσπασης των κοσμικών χορδών οι Polchinski et al βρήκαν ότι είναι τόσο αργός, ώστε οι κοσμικές χορδές θα μπορούσαν να επιβιώσουν μέχρι σήμερα. Με τον όρο «επιβιώνουν» δεν εννοούν μόνο την ανίχνευση του βαρυτικού αποτυπώματος που αναδεικνύεται στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου που μας αποκαλύπτει το παρελθόν του σύμπαντος, αλλά και την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων που οφείλονται στις κοσμικές χορδές, αν όχι τώρα, τότε δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία του σύμπαντος. Στο άρθρο τους εξηγούσαν πως θα μπορούσαμε να διακρίνουμε τα είδη των πιθανών κοσμικών χορδών και θα μπορούσαν να ανιχνευθούν στα πρώτα δυο χρόνια λειτουργίας του αναβαθμισμένου ανιχνευτή LIGO.

Όμως, έχουν περάσει δυο χρόνια λειτουργίας των βαρυτικών ανιχνευτών και τα αποτελέσματα είναι αρνητικά, σύμφωνα με την χθεσινή δημοσίευση των ερευνητικών ομάδων LIGO και Virgo με τίτλο «Constraints on cosmic strings using data from the first Advanced LIGO observing run». Στην ανακοίνωση αναφέρεται ότι «κατά την ανάλυση των δεδομένων (της διετίας 2015-2016) του προηγμένου ανιχνευτή LIGO αναζητήθηκαν τα χαρακτηριστικά των εκρηκτικών βαρυτικών κυμάτων που οφείλονται στους βρόχους των κοσμικών χορδών, χωρίς να βρεθούν τέτοιου είδους σήματα στα δεδομένα …».

Άλλη μια απογοήτευση για τους θιασώτες της θεωρίας των χορδών.

 



Κατηγορίες:ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΣΥΜΠΑΝ

Ετικέτες: , ,

8 replies

  1. Τα cosmic strings δεν είναι απαραίτητα superstrings. Ενώ τα τελευταία είναι αντικείμενο της θεωρίας χορδών, τα cosmic strings είναι topological defects που προβλέπονται από μια μεγάλη ομάδα κβαντικών θεωριών πεδίου. Η δημοσίευση με τίτλο «Constraints on cosmic strings using data from the first Advanced LIGO observing run» που αναφέρεται στο άρθρο αφορά μόνο τα cosmic strings.

    Η μη ανίχνευση τους δεν έχει καμία σχέση με την θεωρία χορδών.

  2. Μπορεί να είναι κι έτσι.
    Όμως, σύμφωνα με την ανακοίνωση του 2004 με τίτλο «Newly Devised Test May Confirm Strings As Fundamental Constituent Of Matter, Energy» , η ανίχνευση των κοσμικών χορδών διαμέσου των βαρυτικών κυμάτων παρουσιάζεται ως μια πρόβλεψη της θεωρίας των χορδών. Το ίδιο ισχυρίζονται και οι Polchinski et al ΕΔΩ: https://arxiv.org/pdf/hep-th/0312067.pdf : Cosmic strings give a potentially large window into string physics …
    Επίσης, συσχέτιση των κοσμικών χορδών και της θεωρίας των χορδών κάνουν στην δημοσίευσή τους και οι ερευνητές του LIGO: https://arxiv.org/pdf/1712.01168.pdf

  3. Το arXiv:1712.01168 δεν λέει κάτι τέτοιο, συγκεκριμένα παραθέτω κάποια αποσπάσματα:

    «Cosmic strings are topological defects which can be formed in GUT-scale phase transitions in
    the early universe. They are also predicted to form in the context of string theory. […] cosmic strings are one-dimensional topological defects, formed after a spontaneous symmetry phase transition […] They can be generically produced in the context of Grand Unified Theories.».

    Αντίθετα το paper φροντίζει να αναφέρεται σε cosmic strings που προβλέπονται από string theories ως cosmic superstrings.

    Τα cosmic strings ως topological defects είναι γενική πρόβλεψη πολλών QFT και της String Theory. Αυτό σημαίνει ότι η (μη) ύπαρξη τους αποτελεί στην καλύτερη των περιπτώσεων ένδειξη (κατά) υπέρ της θεωρίας χορδών, και σε καμία περίπτωση πειραματική επιβεβαίωση της.

  4. Σε καμία περίπτωση το παραπάνω paper δεν αποτελεί πειραματική αποτυχία της θεωρίας χορδών, όπως λέει ο τίτλος του άρθρου σας.

    Αυτό που καταφέρνει είναι να θέσει κάποια constraints στην ύπαρξη cosmic strings (ανεξάρτητα με το αν αυτά αποτελούν προιόν της θεωρίας χορδών ή κάποιας αλλης QFT).

    • Η ανάρτηση αναφέρεται ξεκάθαρα στο άρθρο του Kavli Institute of Theoretical Physics (2004).
      Εκεί παρουσιάστηκε (καλώς ή κακώς) ότι η ανίχνευση των κοσμικών χορδών αποτελεί και πειραματικό τεστ της θεωρίας των χορδών. Κάτι που στη συνέχεια επανέλαβαν κι άλλοι, κόντρα σε όσους διαχώριζαν τα cosmic strings από την string theory.
      Αν το LIGO είχε ανιχνεύσει την βαρυτική υπογραφή των cosmic strings, όλοι αυτοί θα μίλαγαν σήμερα για την πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας των χορδών.

      • Πουθενά στο paper του LIGΟ δεν αναφέρεται ότι η μελέτη αφορά μόνο fundamental strings, αντίθετα κάνει ξεκάθαρο ότι αφορά γενικά cosmic strings. Όποτε ακόμη και αν το LIGO ειχε ανιχνεύσει cosmic strings, κανείς δεν θα μιλούσε για πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας χορδών.

        Επίσης στο άρθρο του 2004 που αναφέρεστε δεν ισχυρίζεται ότι τα cosmic strings είναι πρόβλεψη μόνο της θεωρίας χορδών. Μάλιστα, για όποιον ενδιαφέρεται για την ιστορία του θέματος, τα cosmic strings είχαν προβλεφθεί αρχικά ανεξάρτητα της θεωρίας χορδών.

        Κατά πόσο τα παραπανω cosmic strings (αν είχαν ανιχνευτεί) ήταν fundamental ή όχι θα έπρεπε να μελετηθεί στην συνέχεια. Μια τέτοια ανίχνευση θα μπορούσε απλά να αποτελεί ένδειξη υπέρ κάποιου άλλου μηχανισμού που έλαβε χώρα στο early universe.

        • Σας παραπέμπω σε ένα πολύ καλό review paper από δύο από τους πατέρες των cosmic strings:

          arXiv:0911.1345

          «Success in any of these observations would trigger huge interest, and allow us to
          plan further observations to probe the detailed nature of the strings, in particular
          to distinguish ordinary cosmic strings from superstrings

  5. Άμα το λέει ο Peter Woit… δεν είναι κάτι που θα ανησυχήσει τους string theorists
    Μια ζωή ο άνθρωπος παλεύει με την Θεωρία τον χορδών

Γράψτε απάντηση στο Minas Karamanis Ακύρωση απάντησης

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: