Soken Teoriaren Oinarrizko Kontzeptuak
Soken teoria fisika teorikoaren adar bat da, unibertsoaren oinarrizko izaera azaltzen saiatzen dena, oinarrizko partikulak ez direla puntuak, baizik eta "soka" izeneko objektu unidimentsionalak direla dioen ideia sartuz. Teoria hau fisikan ezagutzen diren oinarrizko elkarrekintza guztiak -grabitatea barne- esparru teoriko bakar eta koherente batean bateratzeko saiakera handienetako bat da. Artikulu honek soken teoriaren oinarrizko kontzeptuak, nola garatu zen eta fisika modernoan dituen ondorioak azalduko ditu.
Aurrekari laburrak
Fisika klasikoan, oinarrizko partikulen kontzeptu teorikoa objektu edo "puntu" dimentsiogabe gisa irudikatzen da. Mekanika kuantikoak eta erlatibitatearen teoria orokorrak unibertsoaren zenbait alderdi arrakastaz deskribatu dituzte, baina zailtasunak sortzen dira horiek konbinatzean. Fisikako erronka handienetako bat "Dena Teoria" (DdT) bat formulatzea da, fenomeno natural guztiak lege multzo bakar batekin azal ditzakeena. Soken teoria hautagai itxaropentsu gisa agertu da hutsune hori gainditzeko.
Soken Teoriaren Oinarrizko Kontzeptuak
Soken teoriaren oinarrizko kontzeptua da oinarrizko partikulak ez direla puntuak, baizik eta 10^-33 cm-ko luzerako soka txiki-txikiak (gaur egungo teknologiarekin beha dezakeguna baino askoz txikiagoak). Soka hauek modu ezberdinetan bibratu dezakete, eta bibrazio desberdin horiek sortzen den partikula mota zehazten dute. Beraz, unibertsoko partikula guztiak eredu espezifikoetan bibratzen duten soken adierazpen gisa har daitezke.
Kate motak
Soken teorian bi soka mota nagusi daude:
1. Soka irekia: Mutur libreak dituen soka.
2. Soka itxia: Muturrak zirkulu bat osatzeko lotuta dituen soka.
Soken bibrazio mota desberdin hauek partikula desberdinak ordezka ditzakete. Adibidez, fotoiak, elektroiak eta baita grabitoiak ere (grabitatea garraiatzen duten partikula hipotetikoak) soken bibrazio berezi gisa proposatu dira.
Dimentsio gehigarriak
Soken teoriaren alderdirik interesgarri eta eztabaidagarrienetako bat dimentsio gehigarrien sarrera da. Hiru dimentsio espazial eta dimentsio tenporal bat dituen mundu batean bizi gara, guztira lau dimentsio espazio-denboran. Soken teoriak, ordea, lau dimentsio baino gehiago behar ditu matematikoki koherentea izateko. Soken teoria sinpleenak guztira 10 dimentsio behar ditu, eta bertsio konplexuagoek, hala nola M-teoriak, 11. Horrek galdera hau sortzen du: nora doaz dimentsio gehigarri horiek?
Azalpen proposatua da dimentsio horiek eskala oso txikietan “ezkutatuta” daudela, zuzenean behatzeko txikiegiak direla. Prozesu horri trinkotze-prozesua deitzen zaio. Trinkotze-prozesuaren eredu ezagun bat Calabi-Yau espazioa da, eta horri esker, dimentsio gehigarri hauek egitura matematiko konplexu baina trinko batean konposatu eta elkartu daitezke.
Supersokak eta Supersimetria
Soken teorian izandako aurrerapen nagusietako bat supersimetriaren sartzea izan zen, eta horrek supersoken teoria sortu zuen. Supersimetria printzipio honen arabera, bosoi partikula bakoitzak (indarra garraiatzen duena) fermioi (materia garraiatzen duena) bikotekide bat du, eta alderantziz. Supersimetria ez da esperimentalki behatu, baina interesgarritzat jotzen da partikulen fisikako hainbat arazo konpondu ditzakeelako, hala nola masen hierarkia eta koherentzia matematikoa.
Supersoken teoriak supersimetria behar du teoria koherentea izan dadin. Horrek supersoken teoriaren bost formulazio ezberdinetara garamatza:
1. I. mota
2. IIA mota
3. IIB mota
4. Heterotiko-O
5. Heterotiko-E
Bost teoria hauetako bakoitzak sokak egitura apur bat desberdin batean kokatzen ditu eta trinkotzeko modu berezia du.
Dualtasuna eta M-Teoria
Bost supersoka-teoria desberdin dauden arren, dualtasunaren aurkikuntzak bost supersoka-teoria hauek M-Teoria izeneko beste teoria funtsezko baten adierazpen desberdinak izan daitezkeela inplikatzen du. Dualtasunak bi teoria desberdin diruditen egoera bat deskribatzen du, non deskribapen bera diren zirkunstantzia desberdinetan. Adibidez, T-dualtasunak IIA mota eta IIB mota lotzen ditu, eta S-dualtasunak I mota eta heterotikoa.
M-teoria oraindik garatzen ari da eta fisika teorikoan ikerketa-arlo aktiboa da. Espazio-denboraren 11 dimentsio proposatzen ditu eta, sokez gain, mintz edo "brana" izeneko dimentsio handiko objektuak gehitzen ditu.
Fisikako inplikazioak
Soken teoriaren ondorioak, zuzena bada, izugarriak dira. Lehenik eta behin, grabitatea eta mekanika kuantikoa esparru bakar eta koherente batean konbinatu ditzake, egungo fisikak oraindik lortu ez duen zerbait. Kosmologia sakonago ulertzeko bidea zabaltzeko ahalmena ere badu, batez ere Big Bangaren eta zulo beltzen singularitateen testuinguruan.
Gainera, soken teoriak partikulen fisikako hainbat arazo konpon ditzake, besteak beste, masa-hierarkiaren arazoa eta konstante kosmologikoa. Oraindik kritika eta eszeptizismo asko dagoen arren, batez ere ebidentzia esperimental zuzenik ez dagoelako, soken teoria fisikako ikerketa-arlo zirraragarrienetako bat izaten jarraitzen du.
Erronkak eta Kritikak
Soken teoriak hainbat erronka eta kritika ditu. Kritika nagusietako bat esperimentalki egiazta daitezkeen iragarpenen falta da. Soken teoriaren efektuak esanguratsuak bihurtzen diren energia-eskalak gaur egungo teknologia esperimentalaren irismenetik kanpo daude. Gainera, dimentsio gehigarrien trinkotzeari irtenbide posible asko dago, eta horrek soken teoriaren paisaia oso zabala sortzen du, eta horrek are zailago egiten ditu iragarpen probagarriak.
Oro har, soken teoria unibertsoaren lege guztiak esparru bakar, dotore eta koherente batean bateratzeko saiakera handinahia da. Froga esperimentalak oraindik falta diren arren, teoriak ideia eta tresna matematiko berritzaile asko aurkeztu ditu, eta horiek bide berriak ireki dituzte esplorazio teorikorako. Soken teoriaren etorkizuna eta fisikan dituen aplikazioak erantzunen zain dauden galdera handienetako bat dira oraindik.
