Будівельними блоками Всесвіту є не частинки, а щось інше: що виявили фізики.

Теорія струн передбачає, що фундаментальними будівельними блоками Всесвіту є не частинки, такі як електрони чи кварки, а крихітні вібруючі струни енергії. Саме вібрація та розташування цих струн створюють частинки, матерію, енергію і фундаментальні сили Всесвіту. Теорія струн стверджує, що все у Всесвіті взаємопов'язане, а частинки є не точковими об'єктами, а струнами. Проте досі довести теорію струн не вдалося. Тим не менш, автори дослідження, опублікованого в журналі Physical Review Letters, отримали деякі підказки, які свідчать про те, що ця теорія може бути вірною, пише Interesting Engineering.

Фізики вважають, що розмір однієї струни становить приблизно 10 в мінус 35 ступені метра. Але виявити ці струни не вдалося, адже навіть найпотужніший прискорювач частинок, Великий адронний коллайдер, може виявити об'єкти лише розміром до 10 в мінус 20 ступені метра. Тому поки що довести наявність струн у Всесвіті під час експериментів неможливо, потрібні більш потужні прискорювачі частинок.

Тому фізики використали для теоретичного визначення наявності струн математичну конструкцію, відому як бутстреп. З її допомогою можна отримати уявлення про фізичні властивості системи, навіть не знаючи її базової фундаментальної динаміки.

Цей підхід вимагає починати з базових правил, яким повинна слідувати система. Ці правила зазвичай пов'язані з симетрією, причинно-наслідковими зв'язками та математичною узгодженістю. Наприклад, для опису взаємодії струн фізики використовували амплітуди розсіювання, тобто математичні вирази, які описують ймовірність взаємодії та розсіювання частинок одна від одної під час зіткнення.

Фізики використовували амплітуди, відомі як локальність і унітарність. Перші описують те, що нічого не може миттєво вплинути на щось далеке, адже силам потрібно час для переміщення, тому причинно-наслідкові зв'язки залишаються послідовними. Другі описують те, що в квантовій механіці шанси всіх можливих результатів завжди повинні становити 100%, і ці шанси не можуть бути негативними. Це правило також обмежує те, як частинки можуть взаємодіяти одна з одною.

Коли фізики застосували локальність і унітарність до математичної конструкції, в результаті вони отримали амплітуду Венеціано, яка описує розсіювання струн.

Таким чином, теоретично струни у Всесвіті можуть існувати, і теорія струн може бути вірною. Але це дослідження не може точно це підтвердити, і потрібні експерименти в більш потужних прискорювачах частинок. Можливо, з їхньою допомогою все ж будуть виявлені струни, що змінить розуміння Всесвіту.