▪️روایتی از یک‌پارچگی در لحظۀ «صفر»:
(2)
🆔 @Physics3p

در اواخر قرن بیستم فیزیک‌دان‌های زیادی به دنبال کشف ماهیت برهم‌کنش هسته‌ای قوی بودند. برهم‌کنش قوی عامل پراکندگی هادرون‌ها (مثل پروتون‌ها و نوترون‌ها) بودند. از آن‌جا که ذرّات زیراتمی مشاهده‌ناپذیر بودند، فیزیک‌دان‌ها برای درک ماهیت آن‌ها در شتاب‌دهنده‌ها با انرژی‌های بسیار زیاد هادرون‌ها را به هم می‌کوباندند. به این طریق، فیزیک‌دان‌ها توانسته بودند در پی این برخوردها دنباله‌ای از اعداد (موسوم به ماتریس s) را تدوین کنند. چراییِ بودن و چگونگی این ماتریس برای فیزیک‌دان‌ها معمّا شده بود تا این‌که در سال 1968 فیزیک‌دانی به نام گابریل ونتزیانو در شتاب‌دهندۀ سرن به رابطه‌ای عجیب برخورد کرد. ونتزیانو قبل از آن‌که ایده‌ای برای برهم‌کنش‌های قوی در ذهن داشته باشد، توانسته بود در دل کتاب‌های قدیمی رابطه‌ای پیدا کند که ماتریس s را به خوبی توضیح می‌داد. ونتزیانو رابطه‌ای 200 ساله پیدا کرده بود که می‌توانست داده‌های تجربی حاصل از شتاب‌دهنده‌ها را توضیح دهد . این رابطه تابع بتای اویلر بود که توسّط ریاضی‌دانی سوییسی به نام لئونارد اویلر کشف شده بود. درنهایت ونتزیانو مدلی موسوم به «مدل تشدید دوگان» طرّاحی کرد که به نتایج برهم‌کنش‌های قوی تا حدودی نزدیک بود ـ هرچند که نمی‌توانست کاملاً آن‌ها را توضیح دهد. امّا باز این سؤال تداعی می‌شد که چرا تابع اویلر می‌توانست در تعامل هادرون‌ها کاربردی داشته باشد. با شکل‌گیری نظریۀ قدرتمندی در زمینۀ برهم‌کنش‌های قوی به نام «کرومودینامیک کوانتومی» ، مدل تشدید دوگان رفته رفته فراموش شد.
تابع اویلر جمع‌بندی خوبی از بسیاری خصوصیات برهم‌کنش قوی به نمایش می‌گذاشت و کسی دلیل این ارتباط را نمی‌دانست. امّا یک نکتۀ کلیدی در پشت پرده پنهان شده بود. در سال 1970 دانشمندانی چون لئونارد ساسکیند از دانشگاه استنفُرد، هولگر نیلسن از انستیتو نیلز بور و یویچیرو نامبو از دانشگاه شیکاکو پرده از این ارتباط رمزآمیز گشودند.


آنان به تعبیری فیزیکی از مدل تشدید دوگان دست یافته بودند که استعاره‌ای فیثاغورثی را برایمان تداعی می‌کند. آن فیزیک‌دان‌ها نشان دادند که برای تحقّق یافتن فرآیندهای کوانتومیِ مدل تشدید دوگان، می‌بایست برهم‌کنش هسته‌ای قوی میان دو ذرّه را ناشی از وجود «ریسمان» های بسیار نازک و ظریف در نظر بگیریم. این تعبیر نشان می‌داد که ذرّات بنیادی‌ای که آن‌ها را نقطه‌ای می‌پنداشیم، در بطن نهایی خود چیزی جز «ریسمان‌های مرتعش» نیستند. یعنی اگر با یک میکروسکوپ فوق قوی به الکترون نگاه کنیم، در نهایت به ریسمانی تپنده می‌رسیم. زمانی که یک ریسمان با ریسمانی دیگر برخورد می‌کند، الگوی اعداد ماتریس s ایجاد می‌شود ـ که پیش‌تر توسّط ونتزیانو تعریف شده بود. در این تعبیر، ذرّه چیزی نبود جز یک لرزش یا نُتی نواخته شده بر روی یک ریسمان.
با این وجود، نظریۀ ریسمان‌ها محکوم به نابودی بود. اوّل آن‌که این نظریه تنها بوزون‌ها را توضیح می‌داد و برای فرمیون‌ها حرفی برای گفتن نداشت . از سویی دیگر، نظریاتی چون مدل استاندارد ذرّات بنیادی و کرومودینامیک کوانتومی ـ که به خوبی ساختار زیراتمی را توضیح می‌دادند ـ سایه بر روشنی‌های نظریۀ ریسمان‌ها افکنده بودند.

✍نویسنده: سعید گراوندی (زاحل)

🆔 @Physics3p