Natuurwetten volgen eindelijk ook uit snaartheorie
Voor het eerst hebben theoretisch natuurkundigen met nieuwe rekenmethodes de bevestiging gekregen dat uit open-snaartheorie de natuurwetten kunnen volgen zoals in ons heelal gelden.
Tot nu toe kwamen wetenschappers niet tot een goede theoretische beschrijving. FOM-promovendus Tim Dijkstra, werkzaam bij het NIKHEF, vond samen met collega's de eerste 211.634 voorbeelden van universa als het onze. Hierdoor begrijpen we weer iets meer over hoe ons heelal beschreven moet worden in snaartheorie. Dijkstra promoveert op dit onderzoek op maandag 11 juni 2007 aan de Radboud Universiteit Nijmegen.
Een belangrijke drijfveer in theoretische natuurkunde is het begrijpen van de bouwstenen van krachten, materie, ruimte en tijd. Snaartheorie is een poging om al deze bouwstenen met één theorie te beschrijven. Het Standaard Model van de deeltjesfysica, onze beschrijving van materie, is in combinatie met de zwaartekracht niet geldig bij zeer kleine afstandschalen. Snaartheorie vormt op het moment de enige mogelijkheid om beide werelden te beschrijven in één theorie.
In deze snaartheorie is alles opgebouwd uit snaren. De ruimte waarin de snaren bewegen, de zogenaamde achtergrond, bepaalt welke krachten en deeltjes er in een heelal mogelijk zijn. In een van de mogelijke uitwerkingen van de snaartheorie bestaat deze achtergrond uit membranen, en worden alle deeltjes en interacties van het Standaard Model beschreven door middel van open snaren die op deze membranen eindigen. Zwaartekracht wordt beschreven door gesloten snaren. Ondanks vooruitgang in het begrip van deze theorie was er voor dit type snaartheorie nooit een acceptabele beschrijving gevonden van een heelal dat dezelfde krachten en de deeltjes bevat als het onze, die in het Standaard Model beschreven zijn.
Het vinden en doorrekenen van een achtergrond is in het algemeen erg veel werk, als al bekend is hoe de berekening überhaupt moet. Voor een speciale klasse van achtergronden is de berekening geïmplementeerd in een computerprogramma. Met slimme algoritmes hebben Dijkstra en zijn collega's door een zeer grote set (in de orde van 1019) achtergronden gezocht naar voorbeelden met de juiste krachten en deeltjes. Met deze methode hebben zij de eerste 211.634 voorbeelden van zogenaamde 'open snaar' achtergronden gevonden die leiden tot universa die lijken op het onze. Dit betekent niet dat er nu een snaartheoriebeschrijving van het Standaard Model is, maar dat er een beter begrip ontstaan is over hoe ons heelal beschreven moet worden in snaartheorie.