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Esperimenti matematici sulle teorie della gravità quantistica

Il carattere esaustivo delle descrizioni del concetto di gravitazione newtoniana attualmente disponibili non trova una corrispondenza nella controparte quantistica. Per far luce su questo mistero, è stata creata una formula in grado di delineare le anomalie gravitazionali determinanti ai fini della descrizione quantistica della gravità.
Esperimenti matematici sulle teorie della gravità quantistica
Il Modello standard della fisica delle particelle è una teoria ampiamente accettata che spiega le particelle e le forze alla base dell'Universo. Ciononostante, questi studi presentano alcune lacune, tra cui spicca la mancanza di una spiegazione soddisfacente del concetto di gravità. Questo aspetto rappresenta una delle questioni aperte più impellenti che dominano oggigiorno la fisica delle particelle.

Prima o poi, gli scienziati riusciranno a individuare il gravitone, ovvero la particella della "gravità", di cui attualmente si prevede soltanto l'esistenza. Per adesso, le tecniche sperimentali disponibili si basano necessariamente su descrizioni matematiche del gravitone, da cui hanno origine le anomalie gravitazionali. Tra queste, è possibile menzionare la differenza tra le misurazioni dei movimenti effettivi dei pianeti e i movimenti previsti sulla base di un modello.

La gravità quantistica rappresenta pertanto un concetto della fisica delle particelle, mentre la teoria dei campi quantistici è una branca della matematica che la descrive e la spiega. Nel marasma di teorie dei campi quantistici, è necessario identificare e applicare sistemi di equazioni ideali e coerenti, ovvero trovare le giuste condizioni in grado di risolvere le equazioni stesse.

Gli scienziati hanno avviato il progetto D2DFT ("Defects in two dimensional field theories"), finanziato dall'UE, allo scopo di analizzare specifiche condizioni di coerenza per le quali non è ancora stata realizzata una caratterizzazione efficace. In altre parole, l'obiettivo consisteva nel cancellare le anomalie gravitazionali globali nella descrizione della teoria dei campi a basse energie. Due teorie dei campi correlate alla supergravità, ovvero la teoria delle stringhe e la teoria M, generano anomalie gravitazionali. Per la prima teoria, la formula dell'anomalia è nota sin dagli anni 80, mentre per la seconda rimane tuttora sconosciuta (la cosiddetta "teoria dei campi autoduali").

I ricercatori sono stati in grado di determinare la formula dell'anomalia gravitazionale globale delle teorie dei campi autoduali, che ha registrato importanti implicazioni per le discipline matematiche e la fisica delle particelle, conducendo a una descrizione finale della gravità quantistica. I lavori, basati su un'ampia varietà di sottocampi matematici, sono incentrati attualmente sull'analisi della cancellazione delle anomalie gravitazionali globali ai fini della valutazione dei concetti correlati alla gravità quantistica. La gravità potrebbe essere paragonata a una sorta di colla che tiene unito l'Universo. Grazie ai lavori condotti nell'ambito del progetto D2DFT, gli scienziati sono sempre più vicini alla definizione di questo concetto a livello quantistico, non solo dal punto di vista fisico ma anche matematico.

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