Փենսիլվանիայի համալսարանի գիտնականները առաջարկել են տողերի տեսությունը ստուգելու հեղափոխական մեթոդ՝ մի վարկած, որը համարվում է «ամեն ինչի տեսություն»՝ միավորելով քվանտային ֆիզիկան և գրավիտացիան: Փոխանակ փնտրելու դրա ճշմարտացիության ապացույցներ, պրոֆեսոր Ջոնաթան Հեքմանի և ասպիրանտ Ռեբեքա Հիքսի գլխավորած թիմը կենտրոնացել է այնպիսի մասնիկի բացահայտման վրա, որը տողերի տեսությունը չի կարող նկարագրել: Եթե նման մասնիկը, որը կոչվում է 5-պլետ, հայտնաբերվի Մեծ Հաշվիչ Կոլայդերում (ՄՀԿ), դա կասկածի տակ կդնի տողերի տեսության հիմքերը: Հետազոտությունը հրապարակվել է Physical Review Research (PRR) ամսագրում:

Ի՞նչ է լարերի տեսությունը

Լարերի տեսությունը ենթադրում է, որ Տիեզերքի բոլոր տարրական մասնիկները և ուժերը փոքրիկ թրթռացող լարերի  դրսևորումներ են, որոնք գոյություն ունեն 10 կամ 11 չափերով տարածությունում: Այն փորձում է միավորել քվանտային մեխանիկան, որը նկարագրում է մասնիկների վարքը միկրոսկոպիկ մակարդակում, ընդհանուր հարաբերականության տեսության հետ, որը բացատրում է գրավիտացիան: Սակայն, լարերի  տեսությունը ստուգելը չափազանց բարդ է, քանի որ նրա կանխատեսումները դրսևորվում են միայն ծայրահեղ բարձր էներգիաների դեպքում, որոնք անհասանելի են ժամանակակից փորձերի մեծամասնության համար:

«Աքիլլեսի գարշապարի» որոնում

Փենսիլվանիայի թիմը խնդրին մոտեցել է անսպասելի կողմից. փոխանակ հաստատելու տեսությունը, նրանք որոշել են գտնել մասնիկ, որը լարերի  տեսությունը չի կարող բացատրել: Նրանց հաշվարկները ցույց են տվել, որ նման մասնիկը կարող է լինել 5-պլետը՝ հիպոթետիկ կառուցվածք, որը բաղկացած է հինգ կապակցված բաղադրիչներից: Ի տարբերություն ֆիզիկայի Ստանդարտ մոդելում հայտնի մասնիկների «ընտանիքների», ինչպիսիք են զույգերը (օրինակ՝ էլեկտրոնը և նեյտրինոն), 5-պլետը դուրս է գալիս լարերի  տեսությամբ թույլատրելի կառուցվածքների սահմաններից:

«Եթե 5-պլետը հայտնաբերվի, դա կլինի կրկնակի բեկում. մենք միաժամանակ կխարխլենք լարերի  տեսության հիմքերը և կմոտենանք մութ մատերիայի բնույթի բացահայտմանը», - նշել է Ռեբեքա Հիքսը:

Հետաքրքիր է, որ 5-պլետը կարող է կապված լինել մութ մատերիայի հետ՝ խորհրդավոր նյութի, որը կազմում է Տիեզերքի ամբողջ մատերիայի մոտ 85%-ը, և որի բնույթը մնում է անհայտ: Նման մասնիկի հայտնաբերումը կարող է ոչ միայն հերքել լարերի տեսությունը, այլև լույս սփռել տիեզերքի մեծագույն առեղծվածներից մեկի վրա:

Նպատակը՝ ոչ թե կործանում, այլ ստուգում

Ջոնաթան Հեքմանը ընդգծել է, որ հետազոտության նպատակը լարերի տեսությունը հերքելը չէ, այլ դրա ամրությունը ստուգելը. «Եթե այն դիմակայի, հիանալի է: Եթե ոչ՝ մենք կիմանանք Տիեզերքի բնույթի մասին ինչ-որ հիմնարար բան»:

5-պլետի որոնումը Մեծ Հաշվիչ Կոլայդերում կդառնա կարևոր փորձ: ՑԵՌՆ-ում գտնվող ՄՀԿ-ն ընդունակ է մասնիկները արագացնել մինչև այնպիսի էներգիաներ, որոնք մոտ են Մեծ Պայթյունից անմիջապես հետո գոյություն ունեցածներին: Եթե 5-պլետը հայտնաբերվի, դա կարող է ցույց տալ նոր տեսական մոդելի անհրաժեշտությունը, որը դուրս է գալիս լարերի տեսության սահմաններից:

Ինչու՞ է սա կարևոր

Տողերի տեսությունը տասնամյակներ շարունակ մնում է ֆիզիկայի ամենահավակնոտ վարկածներից մեկը, սակայն նրա բարդությունն ու ուղղակի փորձարարական հաստատումների բացակայությունը վեճեր են առաջացնում: Փենսիլվանիայի գիտնականների առաջարկած նոր մոտեցումը փոխում է պարադիգմը. ապացույցներ փնտրելու փոխարեն նրանք փնտրում են հակափաստարկներ, որոնք կարող են կամ ամրապնդել տեսությունը, կամ ցույց տալ դրա սահմանափակումները: Այս հետազոտությունը նաև ընդգծում է հիմնարար ֆիզիկայի և մութ մատերիայի առեղծվածի միջև հնարավոր կապը, ինչը կարող է հանգեցնել Տիեզերքի կառուցվածքի մասին նոր բացահայտումների:

Ի՞նչ է հաջորդելու

Հաջորդ քայլը ՄՀԿ-ում փորձերն են, որոնք կարող են հաստատել կամ հերքել 5-պլետի գոյությունը: Գիտնականները պլանավորում են օգտագործել կոլայդերի ապագա գործարկումների տվյալները՝ այս մասնիկը փնտրելու համար: Եթե այն հայտնաբերվի, դա սենսացիա կդառնա ֆիզիկայի աշխարհում՝ բացելով ճանապարհ դեպի նոր տեսություններ, որոնք կարող են բացատրել Տիեզերքի կառուցվածքը: Եթե 5-պլետը չհայտնաբերվի, դա կամրապնդի լարերի տեսության դիրքերը որպես առաջատար վարկած:

Եզրակացություն

Փենսիլվանիայի համալսարանի գիտնականները առաջարկել են լարերի տեսությունը ստուգելու համարձակ միջոց՝ կենտրոնանալով հիպոթետիկ մասնիկի՝ 5-պլետի որոնման վրա, որը, նրանց հաշվարկներով, անհամատեղելի է այս տեսության հետ: Եթե նման մասնիկ հայտնաբերվի Մեծ Հաշվիչ Կոլայդերում, դա կարող է հերքել լարերի  տեսությունը և միաժամանակ լույս սփռել մութ մատերիայի բնույթի վրա: Physical Review Research-ում հրապարակված հետազոտությունը ցույց է տալիս Տիեզերքի հիմնարար օրենքները ուսումնասիրելու նոր մոտեցում, որը խոստանում է կամ ամրապնդել գոյություն ունեցող տեսությունը, կամ բացել դռները նոր բացահայտումների համար: