Concetti Chiave
- La teoria delle superstringhe propone che tutte le particelle siano costituite da stringhe vibranti, le cui diverse frequenze determinano le caratteristiche delle particelle stesse.
- Le superstringhe possono presentarsi come filamenti con estremi liberi o chiusi, e la loro lunghezza è dell'ordine della lunghezza di Planck, ritenuta non misurabile.
- Il termine "superstringhe" è stato introdotto per riflettere l'inclusione della supersimmetria, che associa a ogni particella a spin semintero una corrispondente particella a spin intero.
- La teoria delle superstringhe ambisce a coniugare la meccanica quantistica e la relatività generale, presentandosi come una potenziale "teoria del tutto".
- Critiche significative alla teoria, come quelle espresse da Lee Smolin, la considerano un esercizio matematico senza applicazioni pratiche o fenomeni misurabili.
La teoria delle superstringhe è basata sull'idea di sostituire tutte le unità di materia e le particelle di campo con delle entità, le stringhe, immaginabili come sottilissimi filamenti in incessante vibrazione, soggetti alle leggi della relatività generale e a quelle della meccanica quantistica. Come una corda di chitarra può emettere note diverse, cosi a ogni frequenza di vibrazione di una stringa corrisponde una differente particella.
Quali sono le caratteristiche delle superstringhe?
Questi filamenti, che la teoria considera con gli estremi liberi, ma talvolta anche chiusi ad anello, avrebbero lunghezze dell'ordine di 10—35 m. La meccanica quantistica, unicamente alla teoria della relatività generale, esclude, non per motivi pratici ma concettuali, che una lunghezza cosi piccola, chiamata lunghezza di Planck, sia misurabile.
Perché chiamare «superstringhe" i filamenti che generano le particelle dell'universo?
Nelle sue prime versioni la teoria era detta "delle stringhe", e il prefisso "super" fu aggi unto successivamente, quando essa fu dotata di una formulazione matematica che gode di una particolare proprietà di simmetria, chiamata supersimmetria (o SUSY, dalla contrazione del termine inglese supersimmetry).
Supersimmetria e particelle
In termini fisici, la supersimmetria prevede che a ogni particella a spin semintero (elettrone, neutrino, quark) corrisponda una particella a spin intero (selettrone, sneutrino, squark) e viceversa, ogni bosone (fotone, gluone, gravitone) abbia un partner a spin semintero (fotino, gluino, gravitino). La ricerca dei nuovi ospiti di ogni coppia supersimmetrica è aperta: fino a oggi con nessun risultato.
L'interesse della teoria delle superstringhe risiede soprattutto nel fatto che comprende sia le particelle che costituiscono la materia, sia i mediatori del-le interazioni fondamentali, incluso il gravitone del campo gravitazionale. Conciliando la meccanica quantistica con la relatività generale, si candida quindi a costituire la tanto vagheggiata teoria del tutto.
Critiche alla teoria delle superstringhe
Secondo gli avversari della teoria, fra i quali il fisico statunitense Lee Smolin, essa è tuttavia solo un complicatissimo esercizio di "supermatematica" senza alcuna connessione con la realtà, in quanto incapace di prevedere alcun fenomeno misurabile.
Domande da interrogazione
- Qual è il concetto fondamentale alla base della teoria delle superstringhe?
- Cosa implica la supersimmetria nella teoria delle superstringhe?
- Quali sono le principali critiche alla teoria delle superstringhe?
La teoria delle superstringhe propone di sostituire le particelle di materia e campo con entità chiamate stringhe, che vibrano a diverse frequenze, generando così diverse particelle, come spiegato nel testo.
La supersimmetria suggerisce che a ogni particella a spin semintero corrisponde una particella a spin intero e viceversa, creando coppie supersimmetriche, ma finora non sono stati trovati nuovi partner per queste particelle, come indicato nel testo.
Gli oppositori, come il fisico Lee Smolin, sostengono che la teoria delle superstringhe sia un esercizio di "supermatematica" privo di connessione con la realtà, incapace di prevedere fenomeni misurabili, come evidenziato nel testo.
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