Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Doświadczenia matematyczne sprawdzają teorie kwantowej grawitacji

W przeciwieństwie do grawitacji newtonowskiej, wciąż nie mamy pełnej wiedzy na temat grawitacji kwantowej. Naukowcy opracowali wzór opisujący anomalie grawitacyjne istotne dla kwantowego opisu grawitacji. Być może rzuci on nowe światło na tę zagadkową teorię.
Doświadczenia matematyczne sprawdzają teorie kwantowej grawitacji
Model standardowy jest powszechnie przyjętą teorią cząstek elementarnych i oddziaływań tworzących wszechświat. W modelu tym znajdują się jednak pewne luki, a jedną z najważniejszych z nich jest brak zadowalającego opisu grawitacji. Jest to obecnie jeden z najbardziej palących problemów fizyki cząstek elementarnych.

Być może pewnego dnia uda się odnaleźć grawiton, cząstkę, która ma według przewidywań odpowiadać za zjawisko grawitacji. Obecnie jednak techniki doświadczalne muszą opierać się na opisach matematycznych grawitonu, co może rodzić anomalie grawitacyjne. Przykładem takiej anomalii jest różnica między rzeczywistymi pomiarami ruchu planety a przewidywaniami uzyskanymi w oparciu o model matematyczny.

Grawitacja kwantowa jest zatem teorią należącą do fizyki cząstek elementarnych, a kwantowa teoria pola jest dziedziną matematyki, która pomaga opisać i wyjaśnić grawitację kwantową. Może istnieć niezliczona liczba kwantowych teorii pola, ale do ich opisania potrzebne są odpowiednie układy równań zapewniających samouzgodnienie. Inaczej mówiąc, trzeba określić odpowiednie równania oraz warunki pozwalające na ich rozwiązanie.

Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt D2DFT ("Defects in two dimensional field theories"), aby zbadać konkretne, nieopisane wcześniej warunki zgodności – mianowicie usunięcie globalnych anomalii grawitacyjnych w opisie teorii pola przy niskich energiach. Dwie teorie dotyczące supergrawitacji – teoria strun i M-teoria – powodują anomalie grawitacyjne. Dla pierwszej z nich wzór anomalii jest znany od lat 80. XX wieku, ale w przypadku drugiej pozostawał długo poza zasięgiem uczonych (tzw. teoria pola samo-podwójnego ("self-dual field").

Badaczom uczestniczącym w projekcie udało się określić wzór dla globalnej anomalii grawitacyjnej takich teorii. Niesie to ważne implikacje dla matematyki i fizyki cząstek elementarnych i daje podstawy do ostatecznego opisu grawitacji kwantowej. W badaniach wykorzystano wiele różnych dziedzin matematyki, a obecnie naukowcy badają możliwość usunięcia globalnej anomalii grawitacyjnej, aby ocenić koncepcje grawitacji kwantowej. Grawitacja może być klejem, dzięki któremu wszechświat nie rozpada się. Za sprawą prac prowadzonych w ramach projektu D2DFT uczeni są bliżsi opisania jej na poziomie kwantowym – z fizycznego i matematycznego punktu widzenia.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę