Teori String

Kuantum relativistik bidang teori telah bekerja sangat baik untuk menggambarkan perilaku yang diamati dan sifat partikel dasar. Tetapi teori itu sendiri hanya bekerja dengan baik ketika gravitasi sangat lemah sehingga dapat diabaikan. Teori partikel hanya bekerja ketika kita berpura-pura tidak ada gravitasi.      Relativitas umum telah menghasilkan kekayaan wawasan ke dalam alam semesta, orbit planet, evolusi bintang dan galaksi, Big Bang dan lubang hitam baru-baru ini diamati dan lensa gravitasi. Namun, teori itu sendiri hanya bekerja ketika kita berpura-pura bahwa alam semesta adalah murni klasik dan mekanika kuantum tidak diperlukan dalam deskripsi kami Alam.       Teori String dipercaya untuk menutup kesenjangan ini. Awalnya, teori string diusulkan sebagai penjelasan untuk hubungan yang diamati antara massa dan berputar untuk partikel tertentu yang disebut hadron, yang meliputi proton dan neutron. Hal-hal tidak berhasil, meskipun, dan Quantum chromodinamika akhirnya membuktikan sebuah teori yang lebih baik untuk hadron. Tapi partikel dalam teori string timbul sebagai Eksitasi string, dan termasuk dalam Eksitasi dari string dalam teori string adalah sebuah partikel dengan massa nol dan dua unit spin.       Jika ada teori kuantum gravitasi yang baik, maka partikel yang akan membawa gaya gravitasi akan memiliki massa nol dan dua unit spin. Hal ini telah dikenal oleh fisikawan teoritis untuk waktu yang lama. Partikel berteori ini disebut graviton.  Hal ini menyebabkan teori string yang awal untuk mengusulkan bahwa teori string yang diterapkan bukan sebagai teori partikel hadronic, tetapi sebagai teori gravitasi kuantum, fantasi terpenuhi dari teori fisika dalam partikel dan masyarakat gravitasi selama beberapa dekade. Tapi itu tidak cukup bahwa ada suatu graviton diprediksi oleh teori string. Satu dapat menambahkan graviton untuk teori medan kuantum dengan tangan, tetapi perhitungan yang seharusnya untuk menggambarkan alam menjadi tidak berguna. Hal ini karena, seperti yang digambarkan dalam diagram di atas, interaksi partikel terjadi pada satu titik ruang-waktu, nol jarak antara partikel berinteraksi. Untuk graviton, matematika berperilaku begitu buruk di nol jarak bahwa jawaban hanya tidak masuk akal.        Dalam teori string, string bertabrakan lebih dari jarak kecil tapi terbatas, dan jawaban melkukan masuk akal. Ini tidak berarti bahwa teori string bukan tanpa kekurangan nya. Tapi perilaku nol jarak adalah sedemikian rupa sehingga kita dapat menggabungkan mekanika kuantum dan gravitasi, dan kita bisa bicara bijaksana tentang eksitasi string yang mengusung gaya gravitasi. Ini adalah rintangan yang sangat besar yang diatasi untuk akhir fisika abad ke-20, itulah sebabnya mengapa begitu banyak orang muda yang mau belajar matematika kompleks dan abstrak melelahkan yang diperlukan untuk mempelajari teori kuantum berinteraksi string.