Ze strun i grawitonów
W fizyce wysokich energii pomostem między eksperymentami i teorią jest przekrój rozpraszania. Jest to prawdopodobieństwo rozproszenia się cząstek znajdujących się w pewnym stanie początkowym do pewnego stanu końcowego. Samo prawdopodobieństwo wyrażane jest kwadratem amplitudy rozpraszania. Badanie właściwości matematycznych amplitud rozpraszania pozwala nam na uzyskiwanie informacji o strukturze danej teorii, na przykład o symetriach. Projekt GEOSCATAMP (The geometry of scattering amplitudes) poświęcony był teoriom cechowania oraz grawitacji. Amplitudy rozpraszania w teorii cechowania i grawitacji są ze sobą ściśle powiązane. Przy słabym sprzężeniu, amplitudy grawitacji stanowią przybliżenie kwadratu amplitud teorii cechowania. To intrygujące powiązanie dopiero niedawno zaczęło być rozumiane. Jest ono wynikiem przypuszczalnej dualności między zależnością kolorystyczną i kinematyczną amplitud teorii cechowania. Zespół GEOSCATAMP badał struktury matematyczne stanowiące podstawę tego zaskakującego powiązania między amplitudami rozpraszania w teoriach pola. Ustalono, że kinematyczna algebra stosowana do opisu tych amplitud może zostać rozszerzona do dowolnego sektora tych teorii w oparciu o pojawienie się tzw. równań rozpraszania. Nowy model matematyczny ujawnił także bliskie powiązanie między dobrze znanymi przewidywaniami teorii grawitacji, na przykład dotyczącymi czarnej dziury Schwarzschilda, a rozwiązaniami teorii cechowania, takimi jak potencjał podobny do potencjału Coulomba. Jednocześnie równania rozpraszania dla amplitud kwantowych teorii pola sugerują powiązanie z teorią strun. Przed zakończeniem projektu uczeni zbudowali modele wstęgi świata dla kilku kwantowych teorii pola, oparte na wzorach amplitud spełniających wymagania równań rozpraszania. W modelach wstęgi świata oddziaływania te nie przypominały punktów, jak w zwykłych kwantowych teoriach pola, ale były zakodowane w dwuwymiarowej przestrzeni nazywanej "wstęgą świata". Badanie procesów rozpraszania od zawsze dostarcza cennych informacji we wszystkich gałęziach fizyki: od badania zabarwienia nieba, opartego na właściwościach kryształów rozpraszających światło, po budowę atomów i wiele innych zagadnień. Projekt GEOSCATAMP przyczyni się do poszerzenia teoretycznego opisu wysokoenergetycznych cząstek o grawitację.
Słowa kluczowe
Amplitudy rozpraszania, cechowanie, grawitacja, dualność kolor-kinematyka, GEOSCATAMP, kwantowe teorie pola
