Brane Üzerindeki Dünya



D-brane’lerin LHC’de bile kendini gösterebilecek, en hayal gördüren, saklı manalarından biri de onların kocaman olan bir tanesine saplanabilmenizdir. Green,“Eğer inançlıysanız, 3-brane’li bir evrende yaşadığımıza ve ekstra altı boyutun da hissedilecek kadar büyük olduğuna inanabilirsiniz,” demektedir. Böyle “brane-dünyası” senaryoları D-brane’in (bizim durumumuzda 3-brane’li) ‘’dünya hacminde’’ meydana gelir; çünkü sonsuza kadar hapsedilmiş olan Standard Model’in Gauge Alanları açık stringler tarafından belirlenmiştir. Çünkü gravitonlar, string’in kapalı halkaları tarafından tanımlanmışlardır fakat onlar; sürüklendikleri ve yalnızca arada sırada brane’imizle kontakt kurdukları yüksek-boyutlu ‘’ kütleye’’ doğru uzaklaştırılmışlardır.



Yerçekimini neden diğer üç kuvvetten çok daha zayıf olarak algıladığımızın derli toplu açıklamasını sağlamak için de, parçacık fiziğinde Hiyerarşi Problemi diye bilinen bir muamma yani ‘’bükülmüş geometriler’’, String Teorisi’ndeki ekstra boyutların meydana çıkarılması için onların yeterince büyük olabileceğine işaret etmektedir. Gerçeği söylemek gerekirse, ekstra boyutlar burnumuzun dibinde olabilir ve biz onları fotonlar brane’imize sonsuza dek zincirlenmiş oldukları için asla bilmeyebiliriz. Böyle ekstra boyutların en direkt yollu testi, uzayın 3 boyutlu olduğu gerçeğinin direkt sonucu olduğundan (2 boyutlu dünyada, örneğin, yerçekimi uzaklığın tersine orantısaldır) Yerçekimi Kanunu’nun Ters Kare Sapması’nı ölçmek olacaktır. Aslında, aşağı yukarı 0.1 mm ölçeğinden daha aşağıdaki Ters-Kare Kanunu’nu deneysel olarak teyit etmedeki yeteneksizliğimiz, brane-dünyası senaryolarının herşeyden önce neden kabul edilebilir olduğunun tek sebebidir (Fizik Dünyası DergisiNisan sayısı 2005, sayfalar 41–45’e bakın).



Fakat Green’e göre hâlâ ‘’ saçma bir biçimde büyük’’ olan ekstra boyutlar bile 0.1 mm’den 100 milyon defa daha küçüktür, öyleyse bu da Planck Ölçeği enerjisinin 1TeV kadar düşük olduğuna işaret etmektedir. Bu da string ölçeğini 10 üzeri -35 m’den yalnızca 10 üzeri -18 m’ye arttıracaktır. Bu da şu manaya gelmektedir: LHC’deki yüksek enerji proton-proton çarpışması string’in daha yüksek harmoniğini heyecanlandırmak için yeterli olabilir. Ekstra boyutlardaki yerçekiminin ‘’gerçek’’ dayanma gücü, azalan Hawking radyasyonu aracılığıyla neredeyse anında buharlaşan binlerce mini kara deliği oluşturmak için yeterli bile olabilir.
D-brane’lerin uzay-zamanın geometrisini nasıl değiştirdiği durumunu Johns Hopkins Üniversitesi’nden Raman Sundrum’la birlikte değerlendiren Harvard Üniversitesi’nden Lisa Randall, LHC’de göreceğiniz ekstra boyutların kusursuz işaretlerini kabul ettiğiniz belirli brane modeli üzerine göre değiştiğini söylemektedir. “Şimdiye kadar bildiğimiz parçacıklara benzer fakat çok daha ağır olan; çünkü ekstra boyutlarda seyahat eden ‘Kaluza-Klein’ parçacıklarını görebilirsiniz. Bizim modellerimizde genelde bu parçacıklar dedektörde yavaş yavaş bozulurlar; çünkü bükülmüş geometri onlara büyük etkileşim olasılığı verir, fakat dedektörden kaçmak için kaybolan enerjiden başka hiçbir iz bırakmadan birbirleriyle son derece zayıf bir şekilde etkileşebilirler,’’ demiştir.



Green ekstra boyutların LHC’deki brane-dünyası fiziğini görmek için çok küçük olduklarına inansa da; benzer bir işaret ekstra boyutların içerisine kaybolan sıradan parçacıklar tarafından bırakılacaktır. Green, “Eğer ben bir deneyselci olsaydım, öyleyse bu da büyük bir olasılıkIa dikkatimi yönelteceğim kaybolan enerjinin son açıklaması olacaktı,’’ demektedir.



Olması daha muhtemel bir şekilde, hiçbir suretle kesin olmasa da; LHC’deki senaryo Süpersimetrinin bir keşfidir. Süpersimetri, String Teorisi kaynaklı olmasına rağmen tartışmalı bir şekilde parçacık fiziği için daha önemli olduğundan; bu ATLAS ve CMS işbirliğinin ana hedefidir. Örneğin, Standard Model’in (MSSM) ‘’minimal süpersimetrik uzantısının’’ içeriğinde, elektrozayıf ölçüsündeki kırılmamış süpersimetri hiyerarşi problemini çözer; çünkü süpersimetrik parçacıklar Higgs kütlesinin sapmasına yol açan kuantum düzeltmelerini iptal ederler. Süpersimetri, Standard Model’in eşleşen üç sabitesinin kuvvetlerinin çok daha yüksek enerjilerde buluşmalarının sayesinde ‘’Büyük Birleşme’ye’’ yöneltir ve en hafif süpersimetrik parçacık evrendeki kütlenin muazzam hacmini oluşturan parlak olmayan kara delik için doğal adayı sağlar. Susskind, “Süpersimetri String Teorisi için çok önemlidir, fakat nasıl veya hangi ölçekle bozulduğu hakkında evvelki zorlu teorik tartışmaların hiçbirisi yoktur. Hoşuma gitmeyen, inanın sevmediğim gerçek ise, eğer Süpersimetri keşfedilirse String Teorisi için iyi olduğunun düşünülmesidir, fakat eğer keşfedilmezse, o teoriyi ortadan kaldırmayacaktır. Öyleyse LHC’deki Süpersimetri’yi bulmanın String Teorisi’nin bir öngörüsü olduğunu gerçekten söyleyemeyiz,” demektedir.Stanford Üniversitesi’nden Shamit Kachru, aslında String Teorisi’nin Süpersimetri’ye gereksinim bile duymayacağını söylemiştir.Kachru, “Süpersimetrik çözümler en kolay çalışılanlardır, fakat Elektrozayıf ölçeğindeki enerjilerden çok daha yüksek enerjilerde süpersimetrinin kırıldığı bir yerde teori çok geniş süpersimetrik olmayan çözümler dizinine sahiptir,’’ demektedir. Süpersimetrinin String Teorisi’nin kesin testini sağlamadaki yeteneksizliği; String Teorisi’nin belirli öngörülerle bir temel yapı olan pozisyonunun teori olmasındansa; temel fiziği açıklayan olması gerektiğini vurgulamaktadır.



Kuantum Alan Teorisi benzer sorunlarla yüzleşmektedir. Green, “Birisi size gelsin ve bak, Kuantum Mekaniği, Lorentz Değişmezliği, Klasik Alanların Genelleştirmesi’yle birleştirilmiş Kuantum Alan Teorisi denilen bu fantastik teorik yapıya sahibiz; fakat Elektrodinamik’e (QED) belirli uygulamaların yapılmamış olduğunu farzet, desin. Bu durumda onun fiziksel tahminlerinin ne olduğunu bilmezsiniz, böylece de onun üzerinde oynama yapmanız mümkün olmaz,” demiştir. Green, uygulayıcılarına göre String Teorisi’nin henüz çok kesin ve açık tahminler yapmamasına rağmen; yerçekimini diğer kuvvetlerle birleştirmek için bütün anahtar bileşenleri kapsayan, temel bir yapı olduğunu söylemektedir.



String Teorisi’nin Standard Model kadar iyi formüle edilmediğinden dolayı çoğunlukla eleştirildiği göz önüne alınırsa; böylece araştırmacıların zamanını belirlemesi gereken birtakım olumsuz yöndeki (negatif olarak) eğimli geometrilerdeki kuantum yerçekimi formülasyonu olan String Teorisi’nin en somut modellerinin QCD’ye benzer bir şekilde Kuantum Alan Teorisi’ne matematiksel olarak eşit olması inceden inceye alaya alınan birşeydir. String Teorisi’ni hadronların bir tanımlaması olarak başlangıç noktasına almakla beraber, Gross, String Teorisi ve Alan Teorisi’nin arasındaki ikiliklerin String Teorisi’nin sadece bir Kuantum Alan Teorisi türü manasına gelebileceğini söylemektedir.
‘’Bilimin gelecek tarihçileri String Teorisi’nin heyecanın ne kadarının String Teorisi’ne özgü olduğunu ve ne kadarının Ed Witten’ın hiç alışılmadık zekasına dayandığına karar verecekler. Ben 40’a 60 olarak tahmin ederdim.’’ Howard Georgi, Harvard Üniversitesi



STRİNG TEORİSİ NEDEN HERŞEYİ TAHMİN EDEMİYOR?
String Teorisi, nokta-benzeri temel parçacıklara dayanan mikroskobik dünya-görüşünü 1 boyutlu stringlere dayananla yer değiştirmektedir. Parçacık görüşüyle karşılaştırılma yapıldığında ve her nasılsa fizikçiler LHC gibi makineler kullanarak doğayı küçük ölçüde araştırdıklarında, gerçekte stringlerle ilgili ne gördükleri konusunda ileri bir açıklama yapamamışlardır.
Stringler 10 üzeri 20 defa proton ve nötronlar gibi olan parçacıklardan daha küçük olduklarından bu hiç de sürpriz olmayabilir. Fakat tel tel olan fikirleri zor tahminlere dönüştürmek neden bu kadar zordur?



Parçacık dünya-görüşünün teorik iskeletini kuantum alanının değiş-tokuşundan (örneğin, fotonlar elektromanyetik kuvvetin arasına girerler) kaynaklanan parçacık etkileşimlerini açıklayan Kuantum Alan Teorisi’dir (QFT).



Bazı derin sebeplerden dolayı Gauge Teorisi olarak adlandırılan QFT’nin (Kuantum Alan Teorisi) bir çeşidi; parçacık fiziğinin Standard Model’inde yaklaşık 35 yıldır yaptığı gibi elektromanyetik, güçlü ve zayıf etkileşimleri fevkalade iyi şekilde tanımlamaktadır. Çünkü, QFT temeli oluşturan alanların kuantum dalgalanmaları aracılığıyla parçacıkların ‘’hiçbirşeyden’’ ortaya çıkmasına izin vermektedir, vakum gerçekte hiç de boş bir alan değildir.



Hem alan teorisinde hem de String Teorisi’nde fiziksel miktarları hesaplamak için başlangıç noktası, String Teorisi QFT’yle aynı kuantum mekanik prensiplerle kökleşmişken uygun Lagrangian’ı yazmak ve vakumu anlamakla başlayacaktır.



Standard Model’de, Lagrangian sabit olduğu için ve parçacıkları bildiğinizden ve bu parçacıklar arasındaki etkileşimlerin gauge simetrisine uyduğuna emin olduğunuzdan dolayı (örneğin Elektrodinamik), ölçülen miktarların değerlerinin elektron dalga fonksiyonunun kendine özgü evresini bağımsız olarak yapmaktadır. Vakum için ise, kuramcılar parçacıklara kendi yüklerini vermek için Higgs Alanı diye adlandırılan skalar bir alanı başlatmaktadırlar. Lagrangian’ı bir defa elde ettikten sonra, bundan sonra herşeyi hesap etmenize izin veren set halindeki Feynman kurallarını veya grafiklerini çıkarabilirsiniz. Çizebileceğiniz en basit grafik kuantum dalgalanmalarının olmadığı yerde teorinin klasik limitine uymaktadır ve belirli fiziksel süreç için olan olasılık genliği için sonuç vermektedir (örneğin, bir elektronun bir diğer elektronu saçması). Bundan sonra daha da artan karmaşık grafiklerden gelen katkıları da katarak (Karışıklık Teorisi’ni kullanarak) QFT, bu olasılığın hesaplamalarının kuantum elektrodinamik durumundaki gibi 10 desimal alan dakikliğinin düzelmesine izin vermektedir.



Tel tel dünya-görüşü, stringlerin izlerinin çizgidense 2 boyutlu yüzeyden çıktığı için; uzay-zaman tarihi bu 1 boyutlu grafikleri 2 boyutlu grafiklere dönüştürür. Bu Standard Model’in gözardı ettiği yerçekimini kapsaması bakımından harikadır, çünkü nokta-benzeri parçacıklarının yerçekimsel etkileşimleri hesaplamalarda sonsuzluklara götürmektedir. Kuramcıların bilmediği problem, Lagrangian olan neyse, String Teorisi’nde olmasıdır. Bunun yerine, araştırmacılar herbiri farklı bir Lagrangian’la tanımlanan, fiziğin yaklaşık olarak değerlendirdiği, beş set halinde mümkün olan Feynman Kuralı’na sahiptir (String Teorisi’nin farklı bir formülasyonu). Üst tarafın String Teorisi’nin kendine özgü temelini oluşturan, M-Teorisi olarak adlandırılan bir yapısı tarafından beş farklı String Teorisi’yle beraber ikiliklerle bağlantılı olduğunun ileri sürülmesidir, böylece hangisiyle ne kadar çok çalıştığınız bir önem taşımamaktadır.



String kuramcılarının adlandırdığı beş ‘’arka planın’’ dezavantajı, 10 boyutlu uzay-zamanda yaşamaktır. Eğer 10 boyutlu bir dünyada yaşasaydık; bu hangi beş ‘’arka planın’’ en elverişli olduğunun deneyini doğrulamak için kanıtını bulmak gerekli olacaktı. Fakat Calabi-Yau’da gerçek dünyanın dört boyutunu tanımlama girişimiyle altı boyutu kıvırdığınızda, kendi Feynman grafiklerinin dizisine sahip birbirinden hafif farklı bir arka plan üretiyorsunuz. Hatta, alabileceğiniz 4 boyutlu Lagrangian’ların sayısı yaklaşık olarak 10 üzeri 500, bunların herbiri de manyetik akımları ve brane’leri seçerek, değişik şekillerde 6 boyutlu kıvrılmayı sıkıştırmaya uygun gelmektedir. (örneğin ‘’ karışık olmayan’’ etkilerin hesaplanması son derece zordur). Herbir sonuç farklı bir evrene uyuyorken, String Teorisi’nin gerçek dünyayı tanımlayıp tanımlamadığını bulmanız için 10 üzeri 500’ün hepsini gerçekten çalışmaya ihtiyacınız var. (QFT’dekinden farklı olarak, doğada beğenmediğiniz bir şeyi gördüğünüzde, bunun sonrasında Lagrangian’a yeni bir parçacık veya alan ilave edebilirsiniz). Fakat String Teorisi ‘’tabiatının’’ can alıcı noktası, 1998’de vakumun bir özelliği olarak keşfedilen ve QFT’nin en azından 10 üzeri 60 faktörle yanlış çıktığı Kozmolojik Sabite’ye fizikçilerin tek önerebildiği açıklamadır.



Analitik Araç
String Teorisi ve Alan Teorisi arasındaki bağlantı, Stringler07 konferansı sunumlarının yarısından çoğunu kaplayan konuydu. String Teorisi’nin bu köşesindeki araştırma, şimdi Princeton Üniversitesi’nde (IAS’de) olan Juan Maldacena’nın 5 boyutlu (AdS) eğimli uzay-zamanda formüle edilmiş Kuantum Yerçekimi Teorisi’nin uzay-zamanın sınırı içinde yaşayan, birbiriyle uyuşan formdaki simetrinin (CFT) 4 boyutlu basit Kuantum Alan Teorisi’yle tamamen aynı fiziği anlatmasını keşfedilmesiyle bırakılmıştır. Bu birbiriyle uyuşan alan teorileri QCD’nin süpersimetrik versiyonlarını da içermektedir ve sanki yüksek-boyutlu teorinin ‘’Holografik Projeksiyonları’’ gibi gözükmektedir. Maldacena, “Biz şimdiden hadronların içerisinde kuarkları kuşatan stringler için direkt deneysel kanıta sahibiz. Fakat AdS/CFT ikiliği, birtakım QCD-benzeri Gauge Teorileri için bu fikrin somut şekilde farkına varılmasını sağlamakta,’’ demiştir.



Kritik bir biçimde, AdS/CFT ikiliğindeki beş büyük ve beş sıkıştırılmış boyutlarda işleyen Yerçekimi Teorisi, 4 boyutlu teorinin denkliğinin kontrol edilemediği durumlarda çözülebilir (mesela gauge teorisinin eşleşme gücü büyük olduğunda). Örneğin AdS/CFT-türü ikilikleri; yerçekiminin çok zayıf olmasına izin verdiklerinden Kara Delik artık ‘’kara’’ olmadığından ve böylece de idare edilmesi çok daha kolay olduğundan, Kara Deliklerin string modellerini çok daha sıkı bir temele yerleştirmelerine yardımcı olmuştur. AdS/CFT ikiliği, 2005’de String Teorisi’ni büyük deneysel bir sonucun içeriğini bahsetmekten sorumlu olduğunda büyük başarıya kavuşmuştur. Sebebi de, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Brookhaven Ulusal Laboratuarı’ndaki İzafi Ağır İyon Çarpıştırıcısı’ndaki araştırmacılara kuarkların serbest parçacıklarmış gibi davrandıkları maddenin mutlak hali olan kuark-gluon plazma’nın bazı hallerini modellemelerine olanak sağlamasıdır. Böyle büyük ayrılmalarda, güçlü kuvvet analitiksel olarak idare edilemez hale gelir; bu da karışıklığa sebep olan QCD’nin başarısızlığa uğradığı yerde String Teorisi’nin yardımda bulunabileceği manasına gelmektedir. Susskind, ‘’Ağır-İyon Çarpışmaları üzerinde çalışarak kuantum yerçekiminin 10 üzeri 20 faktörde şiştiğinin ve yavaşladığının üzerinde çalışmaktasınız,” demektedir.



String kuramcısı olmayan, Washington Üniversitesi’nden Dam Son, RHIC’deki AdS/CFT ikiliğinin faydalarına tanık olmuştur. “String Teorisi bize RHIC’deki gerçek QCD’ye uygulanacak kuvvetli şekilde birleştirilmiş Gauge Teorileri’yle başetmek için yeni araçlar vermiştir,’’ demektedir. “Gauge/Yerçekimi ikiliği, RHIC kuark-gluon plazmadaki kuantum limitin ne kadar mükemmel olabileceğini hesaplamak için zaten izin vermiştir ve şimdiye kadar limit veriyle tutarlıdır [Fizik Dünyası Haziran 2005 sayısı, sayfalar 23-24’e bakın]. String Teorisi bunun ötesinde cesaret veren sonuçlarla plazmada hareket eden ağır kuarkların enerji kaybını da temin etmektedir,” demiştir.



Pek çok string kuramcısı String Teorisi ve Gauge Teorileri arasındaki ikiliklerin o kadar kuvvetli olduğunu düşünmektedir ki; yerçekimi ‘’ikiliğinin’’ gerçek dünyası olan QCD’nin anlaşılmaya çalışılması an meselesidir. Polchinski, “String Teorisi, stringlerin beklenmeden ortaya çıkan varlıklar ve geleneksel olarak düşünüldüğü gibi başlangıç noktaları olmadıklarını gösteren Maldacena varsayımındaki gibi ikilikler olmadan şimdiki durumunda olamazdı. AdS/CFT’nin to RHIC fiziğine olan başarılı uygulamaları hayret vericiydi; çünkü ilk önceleri onun karmaşık bir benzeşimden daha fazlası olduğunu düşündük,’’ demektedir. Polchinski, bu alandaki daha eğlendiren eğilimlerin bir tanesinin fiziğin sıkıştırılmış-madde problemlerine klasik limiti olmayan, bazısı 2 boyutlu Kuantum Alan Teorileri’ne yerleşmiş olan AdS/ CFT ikiliklerinin uygulanması olduğunu ilave etmektedir. Polchinski, “String Teorisi’nin temelini oluşturan denkliğe gelmeden önce belki yüksek derece üstün iletkenliği çözmemiz lazım diye umuyorum!’’ diye şaka yapmaktadır. Polchinski’nin espri anlayışı, 1977’de manyetik ve bozulan sistemlerdeki elektronik yapı üzerine Nobel Fizik Ödülü’nü alan Princeton Üniversitesi’nden sıkıştırılmış madde fizikçisi Philip Anderson tarafından paylaşılmamaktadır. “Bizim en son ihtiyacımız olan şey string kuramcıları. Ortada olan herşey aldatıcı. Üstün iletkenlik, deneysel bir bilim ve pek çok string kuramcısı deneyi nasıl anlayacakları hakkında hiçbir fikre sahip değiller; çünkü onlar bir tanesine bile bakmadılar!’’ demiştir.



Boyutlarla Sürüklenmek
String Teorisi, Kuantum Alan Teorileri üzerinde çalışmak için ne kadar kullanışlı bir araç olsa da; bu dünyanın her tarafındaki 1500 fizikçinin neden kariyerlerini bu konu üzerine harcadıklarının sebebi değildir. Gerçek neden, String Teorisi’nin yerçekimine Kuantum Teorisi’ni sağlamaya ilave olarak doğanın bütün temel kuvvetlerini birleştirmeye söz vermesidir. Böylece o, deneycilerin gözlemlediği parçacıkların zengin görüntüsü ve etkileşimlerini tanımlama yeteneğinde en az Standard Model ‘in olağanüstü başarısı kadar rekabete sahiptir. Witten, “Yerçekiminden sonra, String Teorisi’nin ikinci en çarpıcı özelliği, ondan niteliksel olarak Standard Model’dekine benzer birşeyin temin edilmesinin çok doğal olmasıdır.Bu Standard Model’in detaylarının iyi tanımlanması demek değildir; çünkü onlar kesinlikle iyi tanımlanmamışlar,’’ demektedir.



Genel problem, 10 boyutlu String Teorisi’nin doğal simetrisinin 4 boyutlu parçacık fiziğinin karmakarışık olan asimetrik dünyasına çok fazla açıklayıcı kuvvet kaybetmeden nasıl getirileceğidir.( Witten ve diğerleri bu problemi, 1985’te 6 boyutlu çok katmanlı Calabi-Yau adını verdikleri uzayları kullanarak kısmen çözmüşlerdir).



4 boyutlu ‘’etkili teoriler’’ Standard Model’deki pek çok anahtar niteliğe 6 boyutlu alanlarda sıkıştırıldıklarında sonuç vermişken; bu da büyük miktardaki model kurma çabalarını tetiklemiştir. Cambridge Üniversitesi’nden Fernando Quevedo, “ Benim görüşüme göre geçmişte geleneklere göre davranan pek çok string kuramcısı oldukça saf bir şekilde teorinin çözüm olan Standard Model’i seçeceğine inandılar. Fakat string fenomen bilimcileri gerçekçi olabildiği kadar farklı bir davranışla modelleri kurmayı seçtiler,” demektedir. String kuramcılarının bir bölümü şu anda bu alan üzerinde çalışmaktalar ve son altı yıldır da ‘’string fenomen bilimi’’ hakkında kendi konferanslarını kendileri düzenliyorlar. Örneğin güçlü ve elektrozayıf etkileşimlerinin gauge alanlarına ilave olarak, örnekler kuarkları ve leptonları doğru dönüşlerle, yüklerle ve diğer kuantum özellikleriyle kapsamaktadır. Daha da fazlası, bu parçacıklar elektrozayıf etkileşimlerinde soldan sağa ayırt edilen hayati özellik olan ‘’kiral’’ dır ve Standard Model’dekine benzer şekilde üç jenerasyonda düzenlenmişlerdir (örneğin, bu doğru sayıdaki ‘’tutmaçları’’ veya ‘’delikleri’’ kapsayan Calabi-Yau çok katmanlılarında başarılmıştır).



Standard Model yapısındaki gibi birşeyin kopyasını yapmayan Calabi-Yau çok katmanlısından binlercesi olsa bile; bazı modellerin Higgs parçacıklarını ve yüklerinden Higgs’e parçacıklar veren ‘’Yukawa’’ eşleşmelerini bile kapsadıkları söylenmelidir. Bu yüklerin ‘’elle konulduğu’’ Standard Model’de durum çok daha iyi değilse de; her nasılsa string fenomen bilimcilerinin açıklamada zorluk çektiği parçacıkların önemli özelliğinden birisi de onların kütleleridir. 10 boyutlusunda süpersimetrik form String Teorisi, titreşen kuantum stringinin harmoniğine uygun gelen Planck Sabitesi’nin yüklü hallerinin sınırsız ‘’kulesini’’ kapsar. Şimdiye kadarki incelenen diğerlerine nazaran daha düşük olan derecelerde String Teorisi böylece Standard Model’in parçacıklarından en ağır olanını, en üst kuarkın ve zayıf etkileşimin 0.1 TeV’den daha az olanı olan W ve Z bozonlarının bile sıfır olduklarını tahmin etmektedir. Parçacık kütlelerini üretmek için, string kuramcıları süpersimetriyi düşük derecelerde kıran bir mekanizma bulmalılar. Fakat bunu yaparken de, sıkıştırılmış boyutların büyüklüğü ve şeklini yöneten ‘’moduli’’ adı verilen parametre ana sistemini işlemeliler. Tipik bir sıkıştırılma, skalar alanda her birinin 4 boyutlu teoridekine uyum sağladığı 100 moduli’ye kadar ihtiva eder ve süpersimetri de bu alanların yüksüz olduğu konusunda emin olmuşken; böylece String Teorisi bizim gözlemlemediğimiz uzun-mesafedeki yerçekimine benzer kuvvetlerin ana sistemini tahmin etmektedir. Quevedo, ‘’Son yirmi yıldır String Teorisi’nin ana engellerinden bir tanesi de süpersimetri kırılması ve moduli stabilizasyonuyla alakalı problemlerle olan düşük-enerji fiziğiyle kontakt kurmasıdır,’’ demektedir. “Biri bunun üzerinde çalışıp bulmadan kariyerimin sona ereceğinden endişeleniyordum.’’
‘’String Teorisi, öldürücü darbesinin uygulanmasını bekleyen aletlerin fantastik kutusudur ve ben onun ergeç evren anlayışımızı kökten değiştireceğine ikna oldum.’’ John Ellis, CERN



Tabiatın Bir Tarafından Öteki Tarafına
Büyük buluş ve Calabi-Yau sıkışmalarının elektrik veya manyetik cereyan akımlarını destekleyebileceği 2001’de bulunmuştur. Polchinski, Kachru ve diğerleri, böyle cereyan akışlarını (flux’ları) açarak (teorinin ‘’süpersimetrik üçten fazla elemana dayanarak tanımlanabilen vektör niceliğinde’’ zaten mevcuttular, fakat sıfıra ayarlanmışlardı) onları etraftan ve Calabi-Yau uzaylarının bükülmüş topolojilerinden geçirerek; pek çok kütle kazanmış modulinin kısıtlanabileceğini ve böylece de deneye ters düştüğünü farkettiler. Fakat araştırmacılar hâlâ geride kalan moduli’ye ne kütleler verebildiler, ne de yeterli düzeydeki düşük enerjilerde kontrol edilir şekilde olan ‘’cereyan sıkıştırmasındaki’’ süpersimetriyi kırabildiler. Bu başarı, 2003’te Kachru’yla beraber Stanford Üniversitesi’nden bir karı-koca takımı olan Renata Kallosh ve kozmolog Andrei Linde ve Hindistan’daki Tata Enstitüsü için Temel Araştırma’dan Sandip Trivedi tarafından karışıma ‘’anti D-brane’ler’’ gibi diğer içeriklerin atılmasıyla elde edilmiştir.



Süpersimetriyi kıran mekanizma daha biçimsel olan string kuramcılarını tatmin edecek kadar yeterli detayda anlaşılmadıysa da; “KKLT” Tezi string fenomen biliminde ve kozmolojide en önemlilerden bir tanesidir (Fizik Dünyası Kasım 2003 sayısı, sayfalar 21-22’ye bakın). Quevedo ve birçoğu o zamandan beri test edilebilir tahminlere sahip daha iyi modeller üretmek için KKLT senaryosunu geliştirdiler. Quevedo, “İlk defa modellerin büyük sınıflarındaki süpersimetrik parçacıklarının kütlelerini hesap edebiliriz ve LHC verisine karşı MSSM gibi Geleneksel Alan Teorisi’nin test edilmesine izin verecek aynı analiz zincirlerindeki modellerimizi yerleştirmek için çekirdek fenomen bilimcileriyle işbirliği yapıyoruz,’’demiştir. Kendi modellerinin ve iş arkadaşlarının modellerinin elektron-pozitron çiftinin içine doğru çürüyen MeV-kütlesi parçacığı formunda belirsiz bir kara-madde adayını da kapsadığını ilave etmektedir. Quevedo, “Bu, galaksimizin merkezindeki 511keV sinyalini açıklayabilir ve String Teorisi’nin kendini bozamazken; string modellerinin sınıflarını kısıtlayan kolaylıkla ayırt edilebilir bir işareti olabilir,’’ demiştir.



Model-geliştirme gayretlerinin ardındaki ana hareket ettirici kuvvet, Randall ve Sundrum’un bükülmüş-geometri modellerini ve sayısız diğerlerini kapsayan LHC’dir. Onu teklif edenlerin pek çoğu string kuramcısı olmadan önce fenomen bilimcileriyse de; bu modeller (Witten’ın eğreltilemesini ödünç alarak) altında neyin yattığını meydana çıkarmak için string kuramcılarına en iyi neresinin araştırılması hakkında kılavuzluk yapmaktadır. Başka hiçbirşey olmasa bile, string fenomen bilimi nötrinoların çok küçük bir yüke sahip olduklarını gösteren 1998’deki keşfin yerleştirildiği yakın zamandaki gelişmenin resmedildiği gibi String Teorisi’nin deney dünyasıyla yakın temaslarda bulunduğunu göstermektedir. Fakat hiçbir string kuramcısının yoksayamayacağı katı bir deneysel olgu da string topluluğunun içerisinde şu anda canlı bir çekişmenin olduğudur. Bu keşif, evrenin genişlemesinin hızlandırıldığı uzak süpernova’nın gözlemlerinden 10 yıl kadar önce yapılmıştır.



Bu ‘’kara maddenin’’ cereyanının en iyi açıklaması da vakumun Planck Ünitesinde yaklaşık olarak 10 üzeri -120 değerindeki Kozmolojik Sabite denilen bu küçük pozitif enerji yoğunluğuna sahip olmasıdır. Eğer bu açıklama doğru çıkarsa, diğer problemlerinin üstünde String Teorisi fizikteki en çok sıkıştıran sırlardan birinin merkezinde kendisini bulmaktadır: Kozmolojik Sabite neden imkansız olan küçük değeri almaktadır? Hangi akışın açılacağı tercihi ve onların belirli Calabi-Yau çok katmanlısının etrafına nasıl sarılacağı farklı bir ‘’vakum enerjisine’’ yöneltmekteyken; String Teorisi bunu Kozmolojik Sabite’yle ve KKLT mekanizması yoluyla çözmeye çalışmaktadır.



Bu yaklaşımın büyük başarısı, D-brane’lerin ilavesi süpersimetriyi kırmış ve vakum enerjisini pozitif olarak eğrilmiş gözlemlediğimiz (Süpersimetri, Kozmolojik Sabitenin sıfır olmasını sağlar) ‘’de Sitter’’ evrenine uygunluk gösteren küçük, pozitif değere ‘’yükseltmiştir’’. Fakat tam olarak ne hangi akışın açılması gerektiğini, ne de D-brane’lerin nereye konulacağını söyleyen hiçbir kuralın olmaması nedeniyle; string kuramcıları birbirinden az bir farkla fakat varlığını bağımsız olarak sürdürebilen 10 üzeri 500 evrenin herhangi birini meydana getirebilirler. Bu çözümler arasında hiçbir ayrım yapma yolu olmadan, bu ‘’tabiat’’ (Kozmolojik Sabitenin bütün farklı değerleri tarafından oyulmuş tepeleri, derin yerleri ve vadileri tanımlamak için 2003’te Susskind tarafından bu terim bulunmuştur) String Teorisi’ni ‘herşeyin potansiyel teorisinden bazı eleştirmenlerin kapıldığı ‘çok azın teorisine’ değiştirmiş gözükmektedir. Green, “Bu, bilimde daha önce problem olmayan pek çok çözüme sahip teorili problemi varsaydırmıştır,’’demiştir. “Genel İzafiyet’in çözümlerinin ‘’tabiatı’’ vardır, fakat hiçkimse teorinin anlamsız olduğunu söylememektedir çünkü diğerleri ilgisiz gözükürken sadece birkaçı gözlemlediğimiz fiziği anlatmaktadırlar. String Teorisi’yle ilgili olan problem, yalnızca farklı uzay-zaman geometrisini değil; herbir farklı çözümün farklı topluluktaki parçacıkları ve alanlarını da tarif etmesidir.’’



Rutgers Üniversitesi’nden Michael Douglas’ın da işaret ettiği gibi, bu seçenekler arasından bir vakumu sıkıştırmak için string kuramcıları 50 veya daha fazla bağımsız parametreleri (örneğin moduli) 10 desimal alan hassasiyetinde ölçmek ihtiyacındadırlar. “120 desimal alan civarında ölçülen Kozmolojik Sabite’yi gözönünde bulundurursak; eğer bütün parametreler eşit oranda dağıtılmışsa 10 üzeri 250 vakua civarının Standard Model’le eşleşmesini bekleyebiliriz,’’ demektedir.Fakat, benzer çözümlerin muazzam alanının kozmologların aradığı yer olduğu ortaya çıkmıştır. Witten, “Evrenimizin yarı-kararlı (metastable) olduğunu belirten küçük, sıfır değerinde olmayan kozmik ivmelenmeyi anlamanın zorluğu pek çok fizikçiyi evreniçre yönünden düşünmeye yöneltmiştir,’’ demektedir.



‘’ String tabiatının nasıl yerleştiğini söylemek için daha çok erken. O çok seçici bir yerleşme olmadıkça, antropik tartışmalar olmalıdır; fakat bunun bu hal olup olmadığını bilmiyoruz. Bana bu noktada, bütün yolların denenmesinin gerekli olduğu gözüküyor.’’
Steven Weinberg, Teksas Üniversitesi-Austin



String Kozmolojisi
Herhangi bir tabiata rağmen, String Teorisi her zaman bir noktada kozmolojiyle yüzleşiyordu. Gross, “Einstein bize yerçekimini yaparken, verilen zamanda evreni tanımlamanın yeterli olmadığını öğretti,’’ demiştir. “Siz herşeyi anlatmak zorundasınız: Başlangıç, ortası ve sonu. String Teorisi’nin çözümü uzay-zaman tarihidir. Birkaç milyar sene içerisinde yarı-kararlı (metastable) olarak bulunan bir durum hakkında hiçbir özel şey yoktur.’’ Gross’un işaret ettiği gibi, böyle bir çözüm Big-Bang hali gibi kozmolojik tekilliklerle uğraşıyor olduğundan; fizikçilerin de gözlemlenebilir olanları nasıl tanımlayacağını bilmediğinden String Teorisi’nin şimdiki çözümlerinin hiçbirisi gerçeğe uygun kozmolojileri tanımlayamamaktadır. Ama yine de KKLT senaryosu, gelecek yıllar içerisinde kozmolojik modellerin yapımını deneyle beraber String Teorisi’yle birleştirmeyi vaat etmektedir.



Kallosh, ‘’String Teorisi’nin temeli, yüksek-enerji proton ve nötron iyonları gibi yoğun taneciklere büyük kinetik enerji sağlayan cihazlarla test edilemez; öyleyse erken evren ilgili enerjiler üzerinde çalışmak zorunda olduğumuz tek laboratuardır,’’ demektedir. Sözkonusu olan kozmolojik zaman şişmedir. Şişme, Big Bang’den sonra 10-35 saniye arasında oluşan üstel genişlemenin evrenin en büyük ölçeklerinde neden yumuşak olduğunu açıklamaktadır. Temel bir teori olarak String Teorisi; şişmenin, skalar alan ya da büyük genişlemenin varsayımında bulunan ‘’inflaton’’ olarak adlandırılan belirlenmemiş skalar alanların mikroskobik kökenlerini açıklayabilir halde olmalıdır.



1999’da Harvard Üniversitesi’nden Gia Dvali ve Cornell Üniversitesi’nden Henry Tye, anti-D-brane’e yakın olan D-brane’in bunu daha iyi yapabileceğini belirlenmemiş skalar alanları destekleyen brane’ler ve sonunda brane’ler çarpıştıkları zaman sona eren şişme arasındaki ayrılıkla farketmiştir. Eğer bu saçma gelirse, Princeton Üniversitesi’nden Paul Steinhardt ve Cambridge Üniversitesi’nden Neil Turok, Big Bang’in aslında 3-brane’imizle ve diğeriyle yani paralel 3-brane arasındaki çarpışmadan başladığını ileri sürerek; böyle fikirleri kozmik gelişimi çözmeye teşebbüs etmek için genişletmişlerdir.Pek çok string kuramcısı böyle modellerin kozmik-tekillik problemini çözebileceği hakkında şüpheli savlarda olsalar da; böyle ‘’dönüşsel modeller’’, dehşet verici olaylar brane’imiz yüksek-boyutlu kütle şişmenin etrafında her birkaç trilyon yılda bir dalgalandıkça meydana gelmektedir.



2003’ten beri KKLT yapısı, araştırmacılara vakum enerjisi hakkında daha iyi bir anlayış verdiyse de; string kuramcıları NASA’nın Wilkinson Mikrodalga Anizotropi İncelemesi Misyonu’ndan kozmik mikrodalga arka plan ölçümleriyle iyi uyuşan az miktardaki daha somut şişme modellerini geliştirmiştirler. Bu modellerin ilki, (model Stanford Üniversitesi’nden Maldacena ve Liam McAllister KKLT takımına katıldıktan sonra KKLMMT olarak adlandırılmıştır), kozmik stringler gibi olan mümkün deneysel keşifleri açıklamak için alanı hazırlamaktadır. Kozmik stringler şişme esnasında kozmik ölçüleri şişirilmiş olan temel stringlerdir. Çok büyük ve ağır olarak, varlıklarını yerçekimsel mercekleme aracılığıyla gözler önüne sererler ve muhteşem bir işaret bırakırlar. Green, “Birleşme yerlerindeki temel stringlere katılan D-stringler, String Teorisi için inkar edilemez bir kanıt olacak gökyüzündeki stringler ağına neden olabilirler,’’ demiştir. Böyle büyük ve ağır stringler yerçekimsel dalgaların da kaynağı olabilirdi; öyleyse Amerika Birleşik Devletleri’ndeki LIGO dalga dedektörleri gibi dedektörlerin onları alması mümkün olabilir. Polchinski, “Bu uzun bir atış, fakat cevabı 5-10 sene içerisinde bilmeliyiz,’’ demektedir.



Yerçekimsel dalgalar erken evrenin evre geçişlerinde, yüksek-boyutsal brane senaryosundan saptanılmış 3-brane’imiz esnasında üretilebilirler (Fizik Dünyası Haziran sayısı sayfalar 20–26’ya bakın). Fakat eğer yerçekimsel dalgalar kozmik mikrodalga arka planında, belki de gelecek yıl fırlatılacak olan Planck Araştırmacı Misyonu tarafından yakalanacaksa; pek çok string şişme modelleri ortadan kaldırılacaktır. Bu çünkü; böyle başlangıçta var olan yerçekimsel dalgaların genliğini yöneten şişme enerjisinin gözlemlediğimiz üç tanesiyle beraber makroskobik ölçeklere gerilmiş olduğundan, String Teorisi’ndeki altı sıkıştırılmış boyutu korumak için yeteri kadar düşük olması gerektiğindendir. Kallosh, String Teorisi’nin Kozmolojik Sabite açıklamasının deneysel teste uygun olduğunu düşünse de; bu string kozmolojisi modellerinin deneyle nasıl bozulabileceğinin şeffaf bir örneğidir. Kallosh, “Tabiat bağlamındaki KKLT yapısı kara enerji için şimdiki bütün veriye uyan bir açıklamayı sunmakta,’’ demektedir. “Gözlemsel kozmoloji Kozmolojik Sabite’yi gelecek on yıl içerisinde ortadan kaldırmasa da; bu yapı uzun-vadeli gelecekte iyi bir açıklama olarak kalmayabilir.’’



‘’String Teorisi’ndeki ana problem, Big Bang gibi kozmolojik tekillikleri anlayışımızdaki eksikliktir. Zamanın Big Bang’le beraber meydana geldiğini bilmiyoruz. Eğer bu olduysa, zamanın belirmesini kusursuz bir şekilde tanımlayamayız.Fakat Kara Delikler bize bu problemi anlamamızda yardımcı olabilirler.’’ Juan Maldacena, Gelişmiş Çalışma Enstitüsü, Princeton Brookhaven Ulusal Laboratuarı
‘’Cevabı bilmiyorum. Fakat hiçbir cevabın olmadığını ve herşeyin antropiksel olarak kararlaştırıldığını ileri sürmek için çok erken olduğuna dair içimde bir şüphe var. ‘ David Gross, California Üniversitesi-Santa Barbara



A-Kelimesi
Vakum kendine özgü ve 10 üzeri 500’ün tabiatında ve diğerlerinde bazı raslantısal yarı- kararlı (metastable) bir nokta olmadığından dolayı; pek çok string kuramcısı eğer Kozmolojik Sabite kara enerji için yanlış bir açıklama olarak ortaya çıkarsa mutlu olur. Witten, “Bu benim çoktandır devam eden, birgün ilk prensiplerden açık-yapı sabiteyi elde edebileceğimiz umudumu geri getirdi,’’ demiştir. Bununla beraber Susskind gibi diğerleri, Kozmolojik Sabite için şimdiden bir açıklamaya sahip olduklarını düşünmektedirler. Neden olduğunun sebebi ise; şişme alanının kuantum dalgalanmaları uzay-zamanın farklı bölgelerinin şişmesine neden olacakken ve bu sebeple de farklı kozmolojik sabitelerle nedensel olarak birbirinden bağlantısı kesilmiş evrenlerin ‘’evreniçreleri’’ belirmişken, şişmenin String Teorisi tabiatını yerleştirmek için zorlu fiziksel mekanizmayı sağlamış olmasıdır. Susskind, “ Kozmolojik Sabite’nin bildiğim tutarlı tek açıklaması (tutarsız olanlar her üç ayda bir ortaya çıktığı için) şişmenin bir sonucu olarak evrenin muazzam derecede büyük ve mümkün olduğunca çeşitli olmasıdır. Tabiat o kadar büyük gözükmektedir ki, varlığımız için gerekli olan küçük Kozmolojik Sabite’ye istatiksel olarak izin verecektir: A-kelimesi hakkında konuşuyoruz!’’ diye tanımlamaktadır.



A kelimesi ‘’antropiktir’’. Doğanın tabiatının onları gözlemlememiz için burada olduğumuz gerçeğinden belirlenmiştir fikri, string kuramcılarını ‘’Smolin’’ veya ‘’Woit’’ bahsetmekten daha çok heyecanlandırmıştır. Antropik Prensibin kullanımı hakkında tereddütleri olmasına karşın; 1979 Nobel ödülünü Elektrozayıf Teorisi üzerindeki çalışmasından dolayı kazanan Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden Steven Weinberg, 1987’de antropik muhakemeyi Kozmolojik Sabite üzerindeki üst sınır hâlâ galaksilere ve insanların varolmasına izin verirken değerinin ne kadar farklı olabileceğinin miktarını belirlemek için kullandı. String Teorisi’ndeki Antropik Muhakeme’nin potansiyel rolünü ilk görenlerden biri olan Polchinski; 2000’de süpernova verisinin Weinberg’in bu muazzam derecedeki küçük sayı tahminini 1998’de teyit ettiğinde kendini nasıl hissettiğini anımsamaktadır. “String Teorisi’nin Weinberg’in antropik tahminiyle uyuştuğu açık hale geldiyse de; teyit olduğunda çok mutsuzdum, çünkü o açıklamanın doğru olmasını istemiyordum,’’ demiştir.



Bununla birlikte Susskind ve antropik tabiatın diğer taraftarlarına göre, ödül 2003’te KKLT Tezi ile Linde ve takımın geri kalanının KKLT mekanizmasıyla anlaşılan yarı kararlı (metastable) evrenin çürüme zamanını tahmin etmek için Şişme Teorisi’ni kullandıklarında gelmiştir. Bunun Susskind’in String Teorisi’nden tamamen genel tartışmalar kullanarak de Sitter evreninin yaşam süresine ulaştığı, tamamen aynı sayı olduğu ortaya çıkmıştır. Linde, “Haberleri Susskind ve iş arkadaşlarına verdiğimizde mutluydular, çünkü bu Susskind’in tabiat hakkındaki içgüdüsünü teyit etti,’’ diye anımsamaktadır. Linde, kozmoloğun bakış açısından, şişme bakımından antropik Prensibin kullanımını doğrulama olasılığının String Teorisi’nin lehine olan en iyi tartışmalardan biri olduğunu söylemektedir. Gross umutsuzluk içinde o Antropik Muhakeme’nin Kozmolojik Sabite problemine mantıksal bir çözüm olduğunu itiraf etmektedir. Gross, “Fakat beni üzen şey, insanların olması muhtemel bir evrende yaşadığımız olasılığını hesaplamanıza izin veren olasılığı güçlü bir prensip haline getirmeye çalıştıkları zaman oluyor. Sıra çok erken evrene geldiği zaman ne konuştuğumuzu bilmiyoruz,’’ demektedir. Gross, fizikçilerin geçmişte daha küçük numaraları açıklamayı becerdiklerine işaret etmektedir. “Proton yükü, Planck yükünün doğal ölçeğinden 10 üzeri 19 defa daha küçüktür, böylece bunun hakkında ellerimizi havaya fırlatabiliriz. Fakat bunun yerine Gross’un Nobel Ödülü kazandığı Asimtot Özgürlüğü ile karşılaştık: QCD, yüklerin ilgili oranının (rasyosunun) 10 üzeri 19 değil, QCD’nin açıklayabildiği enerjiyle çiftleşen sabite değişikliklerinden dolayı logaritmanın (10 üzeri 19) olduğunu söylemektedir. Eğer Kozmolojik Sabite’nin neden böylesine doğal olmayan küçük bir değere sahip olduğunun benzer zorlu dinamik mekanizmasına sahip olsaydık; Susskind de dahil, antropik tartışmaları takip eden insanların %95’i onu bırakırdı.’’
Antropik tartışmada string kuramcılarının hepsi Gross ve Susskind kadar kuvvetli pozisyonlara sahip değillerdir. Schwarz, “Tabiatın antropik yorumu diğerlerine nazaran önemsizdir,’’ demektedir. “Temel fiziğin ne kadarının matematiksel olarak sonuç çıkarabileceğini ve ne kadarının çevresel olarak kararlaştırıldığını bilmiyoruz. Bütün bu antropik şey, son söylenilen kategorideki niteliklerin açıklamasını yapmaya bir teşebbüstür, fakat her kategoride neye ait olduğunu bilmediğimiz zaman bu odaklamanın vaktinden evvel olduğunu düşünüyorum.’’ Tabiatı yorumlamada ortada olan Kachru, fikrin aşırı övüldüğünü düşünmektedir. “Newton’ın Yerçekimi Teorisi çıkmadan önce, insanlar gezegenler arasındaki uzaklıkların oranlarıyla gerçekten şaşkındılar,’’ demiştir. “Fakat teorisi geliştirildiği zaman o problemi çözmedi. Onun yerine oranlar ilk durumlara göre kararlaştırılmıştı. Suyun likit olması için biz Güneş’ten doğru uzaklıkta yaşıyorken, Newton Yerçekimi’nden derin bir dersin öğrenilmesinin gerekli olduğunu insanlar söylemiş olabilirlerdi. Fakat onun yerine diğer dinamik soruları çözmeye yöneldiler. Aynı şey, bugünkü Kozmolojik Sabite’deki anlayışımız için de uygulanabilir.’’



Gelecek Devrime Doğru
‘’İlk süperstring devrimi’’ olduğundan beri 23 sene oldu ve onun yarısı kadar zamandır da ikincisi oldu. Bu string kuramcılarının stringleri anlamada üçüncü bir devrimi yapacakları manasına gelir mi? Susskind’e göre, tabiat gelecek devrimdir ve kozmolojik bakış açısından ise diğerlerinden daha fazla bir devrimdir. Polchinski, “Dünya hakkında düşündüğümüz şekli değiştirme bakımından antropik tabiat kesinlikle diğer devrimler kadar büyük,’’ diye ilave etmektedir. “Fakat, bir noktada devrim olacaktır: Denklik nedir? Ne onun ne kadar uzakta olduğu, ne de denkliğin hangi formda olacağı açık değildir.’’ Pek çok string kuramcısı String Teorisi’nin altında yatan denklikleri bulmanın veya M-Teorisi’nin yüzleştikleri en büyük sorun olduğuna katılmaktadırlar.



Ne de olsa modelleri kurmada fenomen bilimcileri ne kadar iyi olurlarsa olsunlar; String Teorisi’nin şimdiye kadarki çalışılmış her ‘’çözümü’’ tahminidir. Witten, “Bu hakikaten de benim ilgimi çeken bir soru,’’ demektedir, “fakat eğer her zaman onun üzerinde çalışmazsam, bu nasıl ilerleme yapmanın zor olduğunu bilmektendir,” demiştir.



Bu arada Gross, String Teorisi’ndeki ilk gerçek devrimin gerçekleşmek üzere olduğunu düşünmektedir.“Kuantum Mekanik’in Heisenberg ve Schröder’le hızlı değişim döneminde zirveye çıkmak için olan gelişimi 20 yılı buldu. Fakat 1980’lerin ve 1990’ların ortalarında olanlardan farklı olarak, Kuantum Mekanik Devrim bugün hâlâ tamamen anlaşılmamış bir şekilde klasik gerekirciliğin tüm kavramını kökünden kazımıştır. Bizim ihtiyacımız olan şey, etrafta olan parlak genç bir zeka ve onun zeki tahminler yapmasıdır. Heisenberg gibi. String devrimini tamamlamak için matrisleri rastgele bulana kadar gözlenebilirlerle ve akım düzenleme bağlantılarının küçük parçalarıyla oyalanıyordu.”



Hakikaten de, String Teorisi’nin Susskind’i rahatsız eden özelliklerinden bir tanesi, onun Kuantum Mekanik’in bulmacalarına hiçbir anlayışı önermemesidir. Öyleyse 1980’lerin ortalarındaki kafa tutan günlerde string kuramcıları tarafından verilen ‘’herşeyin teorisinin’’ tüm büyük vaatlerine ne oldu? 1981’de Standard Model’in süpersimetrik uzantısını keşfedenlerden Harvard Üniversitesi’nden Howard Georgi, “String Teorisi isteklileri tarafından kullanılan abartmalı dil üzerinde geçmişte kusur bulmaya meyilliydim. Fakat bu problemin, string kuramcılarının String Teorisi’nin aslında ne kadar karmaşık olduğunu öğrenmeleriyle büyük ölçüde kendini düzelttiğini düşünüyorum. Gerçekdünya fiziğinin saçılmış deneylerinin durumunu değerlendirmektense; genç kuramcıların matematiksel detaylarda odaklanmaları konusunda endişeliyim, fakat eğer şansımız yaver giderse LHC onu insanlara gerçek dünyanın ne kadar ilginç olabileceğini hatırlatarak gözetecektir,’’ demektedir. String Teorisi topluluğunun dışından gelen tehditlere gelince; birkaç string kuramcısı String Teorisi’nin popüler alandaki negatif tanımlamalarının son zamanlarda insanları öfkelendirmesinden daha başka bir etkiye sahip olmuştur. Susskind, “Smoit [Smolin/ Woit] şiddetli saldırısının sebebi ise; String Teorisi’nin kara-delik kuramcılarından, nükleer fizikçileri, parçacık fenomen bilimcilerinden jeologlara kadar geniş bir fizikçi ve matematikçi topluluğuna söyleyecek şeylere sahip olmasının herhangi ciddi zarara yolaçmamış olmasıdır. İyi fizik departmanındaki insanlar bunu bilirler,’’ demiştir.



1999’da Elektrozayıf Teorisi’ndeki çalışmasından dolayı Nobel Ödülü’nü alan Utrecht Üniversitesi’nden Gerard ’t Hooft, teorilerin yararlıklarıyla ilgili tartışmaların profesyonel gruplarla limitli olması gerektiğini düşünmektedir. “Daha büyük bir topluluğa hitap ederek, tamamen genel olan tartışmalar bu tür araştırmayı ortadan kaldırabilir diye bir izlenimi oluşturabilir; fakat olay kesinlikle bu değildir. Matematiksel bilginin etkili büyük bir kısmı string kuramcıları tarafından ortaya çıkarılmış ve soru da bu matematiğin gerçek dünyayı ne kadar miktarda tanımladığının çok teknik olanı,’’ demektedir.



Fakat, uzun vadede string kuramcılarının en büyük bazı endişeleri deneyseldir. Witten, “ Problem, parçacık fiziğinin ve kozmolojinin pahalı olmasıdır ve bazen neyin keşfedildiğinin politikacılara veya diğer alanlardaki bilimadamlarına bile açıklanması zordur,’’ demektedir. “ Benim düşünceme göre kuramcılar için kaynak yaratma problem olmaz, çünkü ortada desteklenen heyecan verici fikirler var ve bundan dolayı da insanlar onlar üzerinde çalışmak isteyeceklerdir.” Bu söylendikten sonra LHC, String Teorisi’nde daha fazla resmi araştırmanın yapılması uğruna yeni potansiyel düzelmelerini fenomen bilimine doğru çekmektedir. Bu nedenle Stringler08’in provası CERN’de yapılacaktır. Şimdiye kadarki üretilmiş en yüksek enerji çarpışmalarıyla aynı zamana denk gelmesi orijinal olarak planlanan mini kara delikler, süpersimetri ve ekstra boyutların LHC’nin yeraltındaki dev gibi dedektörlerini aydınlatması olası olduğunda; arızalı manyetikler ve diğer gecikmeler string kuramcıları için gelecek Ağustos ayında laboratuara döndüklerinde ortada istedikleri kadar verinin olmadığı manasına gelecektir.



Deneyin kirli dünyasıyla yüzleşmiş olarak; string kuramcıları bir kez daha kendilerini birkaç adım ötede bulmuş gibiler. Fakat araştırmacıların doğanın temel katmanının gerçekte titreşen stringlerin ahenksizliği olduğunu doğrulamadan önce deney ve teori arasında daha açık bir boşluğun köprüsünü kurmaya ihtiyaçları var. Pek çok kuramcı String Teorisi’nin tutarlı bir fiziksel teori olup olmadığını öğrenmek için tam bir cevap için beklemeye hazır gözüküyor. Weinberg,“Hikâye burada. Chou En-Lai’ye [Çin Başbakanı] Fransız Devrimi hakkında ne düşündüğü soruldu. O, ‘Bunu söylemek için çok erken’’ diye yanıtladı. Ben de String Teorisi hakkında böyle düşünüyorum,” demiştir.



‘’İnanılmaz miktarda anlaşılmış olan ölçülemez sayıda detay var. Okurlarınıza yardımcı olacak şekilde özetlemenin herhangi bir kolay yolunu düşünemiyorum. Fakat buna rağmen; anlaşılmış olan bütün resmin çok küçük, çok çok küçük bir miktarı.’’ Ed Witten, Gelişmiş Çalışma Enstitüsü, Princeton Üniversitesi



(Fizik Dünyası Dergisi Eylül 2007 Sayısı, Sayfalar 35-47)
Çeviren: Esin Tezer