Abstract Art: The Strings2012 Conference foregår for tiden i München. Mot fysikernes høyder er Franz Marks maleri? Kampsformer? ekstremt levende og konkret.
Les mer Nesten 400 forskere fra 35 land reiste til den internasjonale konferansen Strings2012 denne uken, inkludert de fleste av de ledende skikkelsene i det som kanskje er det mest grunnleggende og spekulative feltet innen teoretisk fysikk. Inspirert av oppdagelsen av en ny partikkel? antagelig den ettertraktede Higgs boson?, forskerne forsøkte å knytte høydene på hypotesene sine til lavlandet i den jordiske virkeligheten, og til den enorme verdenen i multiversen. Som en brennende raseri, ser flammeformen ut til å herje i omgivelsene, en mørk virvel til høyre, grønne og gule strimler til venstre og over, fargerike linjer og overflater rundt? det turbulente bildet gjør en urolig og nysgjerrig på samme tid.

"Det er det samme med de forskjellige vitenskapelige teoriene når de kolliderer og konkurrerer om overherredømme, " sier Dieter Lüst. Og et tillegg er åpenbart: I mikrokosmos kan man forestille seg samspill, forening og separasjon av strenger og kliner. Disse illevarslende formasjonene flagrer gjennom ni eller ti romdimensjoner, er byggesteinene til materie og krefter, og de kan til og med skape rom og tid. Med denne ekstremt abstrakte ideen, beskriver strengteori hele universet? og muligens utallige andre. Radikalt overveldet av sunn fornuft, er fysikerne nå tydelig i tankene en gang? om bare i to dimensjoner: i form av bildet "Fighting Forms". Den ble malt av München-artisten Franz Marc i 1914 (året hvor han selv gikk inn i en sinnssyk kamp som ville koste ham livet hans to år senere).

Abstrakt kunst med mange fasetter

Dette bildet er den offisielle logoen til Strings2012-konferansen, som finner sted denne uken på Ludwig-Maximilians-Universität München. Det henger i Pinakothek der Moderne. Der mandag kveld ble mottakelsen også holdt for åpningen av det kolossale møtet med strengteoretikere, etter at deltakerne allerede hadde hatt en hard dag i den teoretiske "kampen" med strykere og branes. Det var en eksklusiv tur gjennom galleriet for mange andre. Andre fortsatte å diskutere sine siste undersøkelser. Og med tanke på kunsten til Blue Rider og surrealistene, kubistene & Co. som hengte seg ved siden av, var modellene for strengteori ikke lenger så fremmed for verden. Abstrakt kunst har mange fasetter. utstilling

Dieter Lüst, sjefarrangør for konferansen og talsperson for Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics ved Ludwig Maximilians University nær Pinakothek, har jobbet hardt med teamet sitt for å gi verdenseliten til strengteoretikere hyggelige og varierte "grensebetingelser". I dag, for eksempel, gå til Neuschwanstein Castle, i morgen kveld til Hofbräuhaus. Hver fysiker vet hvor viktige grensevilkår er i tillegg til lovene. Dette har blitt spesielt tydelig i strengteori de siste årene.

Lüst, som også er direktør ved Max Planck Institute for Physics and Research Coordinator of the Cluster of Excellence Universe, et høykaliber forskningsnettverk, har bygd opp en kraftig strenggruppe i München det siste tiåret, ønsket velkommen til konferansedeltakerne i Pinakothek med en forklaring av Marc-maleriet, Strings2012 er den andre konferansen som holdes i Tyskland (i fjor flyttet hun i Uppsala, Sverige, i 2013 til Seoul, Korea). For første gang skjedde denne årlige samlingen her i Tyskland i 1999: i Potsdam under ledelse av Hermann Nicolai, direktør ved Max Planck Institute for Gravitational Physics. På den tiden kom et konferansebilde til og med på forsiden av nyhetsmagasinet Der Spiegel. Dette var imidlertid mindre på grunn av strengteori enn Stephen Hawking, som ga en hovedadresse og fremdeles anser strengteori eller dens utvidelse, M-teorien, som den beste kandidaten for en "verdensformel".

"I 1999 hadde vi nesten nøyaktig samme antall deltakere, noe som viser at forskningsfeltet er like attraktivt, " smilte Nicolai på gårsdagens pressekonferanse for Strings2012. "Alle andre ved bordet var allerede der også, " la Dieter Lüst til. Og mente: David J. Gross, i mellomtiden (2004) tildelt Nobelprisen i fysikk; Edward Witten, som hadde mottatt Fields-medaljen, Nobelekvivalenten innen matematikkfeltet; og Juan Maldacena, som hadde skrevet en av de mest siterte artikler om strengteori i 1997, om en vidunderlig oppdagelse som nå har spredd seg til mye mer "profane" fysiske emner, noe som fikk Stephen Hawking til å miste en spektakulær innsats og revidere det opprinnelige synet om at sorte hull irrelevant svelger all fysisk informasjon.

Kvantefisk og andre universer

Strengteorien gir ikke bare en forklaring på de minste. Det kan også være nøkkelen til å forstå universet som helhet? og utover. For eksempel prøver noen av forskerne for tiden å forklare Big Bang og universets fremtid i en strengkosmologi.

Men forskernes hypoteser overskrider vår verden. I de siste årene har det blitt stadig tydeligere at strengteori tillater eksistensen av mange andre universer? eller kanskje krefter? hvis fysiske egenskaper er veldig forskjellige fra vårt univers (mer om dette i Bild der wissenschaft 4/2004). Dette er relatert til de ekstra romdimensjonene som strengteori krever.

Dieter L st, som var en av de første til å forutsi eksistensen av dette såkalte strenglandskapet, sammenligner situasjonen i sin meget populære bok "Quantum Fish" (CH Beck, 2011) med mange mager. Det kan være veldig forskjellige forhold i disse. Bare der visse egenskaper samles, for eksempel, kan fisk leve. Så en fisk som kjente alle disse historiene, ville ikke bli overrasket over at dens eget tjern har visse "livsvennlige" egenskaper, ellers kan det hende at det ikke engang eksisterer, og så kunne Ikke undre deg over verden i det hele tatt.

Dette? ikke ubestridt? Argumentasjon brukes også i kosmologi for å forstå for eksempel hvorfor verdien av Albert Einsteins illevarslende kosmologiske konstant er så liten som den ser ut til å være. Hvis den var større, ville rommet ha utvidet seg så raskt siden Big Bang at ingen galakser kunne ha dannet seg; hvis det var negativt, ville universet ha måttet kollapse til en endelig smell, og vi ville heller ikke gi opp noen gåter. I den forstand kan strenglandskapshypotesen til og med utgjøre en dyd av nødvendighet. Hvis det er alle disse utallige universene, skilt av rom og tid fra våre, og dermed ikke å finne selv med de beste teleskopene, kan de fleste av dem ha ganske ugjestmilde egenskaper, men de er også suksessrike hvilke blant dem, som muliggjør livets utvikling? fra fisk til strengteoretikere som fisker etter så eventyrlig innsikt.

Overdimensjonerte strenger

Selvfølgelig er ikke alle forskere begeistret for strenglandskapet. Hvis alle mulighetene ble realisert, kan det hende at strengteori ikke kan etterprøves? fordi hun ville forutsi alt og ingenting. Kritikere tror til og med at teorien ikke lenger ville være vitenskap.

? Det er ikke sant ?, men motsier Juan Maldacena. Strengteorien kan godt forfalskes. Selv en tilbakevisning av den vanlige kvantefysikken er tilstrekkelig. For dette er allerede en del av det som en forutsetning for strengteori. Og omvendt kan spådommer om strengteori prinsipielt testes. For eksempel kan det være relativt store tilleggsdimensjoner, kanskje i størrelsesorden mikron, og det kan detekteres med partikkelakseleratorer som LHC i Genève. Eller astronomiske observasjoner kommer til hjelp: Edward Witten har for eksempel beregnet at kosmiske superstringer kunne suste gjennom rommet, noe som ville manifestere seg på forskjellige måter. De er også et eksempel på det strenge og grundig selvkritiske arbeidet til teoretikerne: Witten hadde opprinnelig hevdet at de bittesmå "strengene" som i henhold til strengteori produserer verdensmusikken ikke kan nå en astronomisk dimensjon? og senere, med mer nøyaktige beregninger, innså jeg at dette var en feil.

Kommende lørdag er Edward Witten? en av dagens største fysikere, vinner av Fields-medaljen (en slags nobelpris i matematikk) og "oppdager"? M-teorien? holde et offentlig foredrag i auditoriet ved universitetet: "String Theory And The Universe". Tidligere, klokka 10.30, vil Rolf Heuer, daglig leder for CERN, snakke om den nåværende tilstanden til LHC-målinger og om Higgs-partikkelen. Så hvis du vil se direkte på forskningsfronten i teoretisk og eksperimentell fysikk, er du veldig velkommen.

Søket etter verdensformelen

Til tross for alle fremskritt de siste årene er strengteori på ingen måte en etablert teori, for eksempel kvantefeltteori eller relativitetsteori, som hevder å forene den. David Gross, Witten's tidligere lege-far og "medoppdager"? Såkalt heterotisk strengteori (som er en del av M-teorien) innrømmer at strengteoretikere er i den ubehagelige situasjonen med ikke å være sikker? om det grunnleggende i teorien. ? Kanskje mangler noe annet.? Edward Witten mistenker også at et grunnleggende prinsipp så langt venter på oppdagelsen. "Men vi kan allerede sjekke verktøyene våre, vår intellektuelle ramme, " understreker Gross. "Det handler om den indre konsistensen og teoriens forklarende kraft."

Så er strengteori? med et mangfold av universer eller til og med som en teori for vår eneste? overhode ikke et vilkårlig glassperlspill. Tvert imot, den matematiske strukturen i teorien er så raffinert at den ikke tåler kapris? på den annen side er mange overraskende konklusjoner tillatt, noe som utvider horisonten til den forrige standardmodellen for partikkelfysikk. Inntil fredag ​​kveld vil strengteoretikerne diskutere disse aspektene i LMUs store sal (der, forresten, 1946 ble grunnloven for den frie delstaten Bayern besluttet).

Vilde matematiske formler suser over skjermen i forelesningssalen; og i pausene er til og med servietter skrapet med regninger. Vel mulig at det neste store gjennombruddet på jakt etter en "verdensformel"? allerede i en av de mange ligningene.

RÜDIGER VAAS er fysikkredaktør av bild der wissenschaft. I sin bok Tunnel gjennom rom og tid har han beskrevet mange innsikter og mysterier om strengteori. Han vil rapportere om nyhetene fra Strings2012-konferansen i en av de neste utgavene av bild der wissenschaft.

© science.de

Anbefalt Redaksjonens