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La strada verso l’unificazione delle due più grandi teorie della fisica moderna

Albert Einstein e Niels Bohr
Sung-Sik Lee, un professore associato di fisica del Perimeter Institute, ritiene che uno dei metodi utilizzati per lo studio della materia potrebbe costituire la chiave verso l’unificazione della relatività generale e della meccanica quantistica. Sappiamo che da un lato la relatività generale descrive il moto dei pianeti attorno al Sole mentre la meccanica quantistica ci spiega come si muovono gli elettroni attorno al nucleo atomico. Ad oggi, possiamo affermare senza alcun dubbio che entrambe le teorie rappresentano due grandi trionfi della fisica moderna e le loro previsioni sono state varie volte verificate sperimentalmente. Ma c’è un problema: non possiamo utilizzarle insieme.

La relatività ci spiega che lo spaziotempo è “liscio” e “regolare” e solo oggetti di grande massa possono “piegarlo” esattamente nel modo che conosciamo. La teoria quantistica, invece, ci dice che i costituenti più piccoli dell’Universo sono in continua “fluttuazione” e si trovano sempre in uno stato di indeterminazione. La domanda è: come è possibile che qualcosa possa essere contemporaneamente ‘ferma’ e ‘fluttuante’ ma anche trovarsi ‘esattamente’ e con un certo ‘grado di incertezza’, ad esempio, in una determinata posizione? In altre parole, come facciamo ad elaborare una teoria che comprenda le regole della relatività generale e della meccanica quantistica, permettendoci cioè di descrivere la gravità su scale quantistiche? Oggi non lo sappiamo. Certamente, i fisici che si occupano di stringhe o di gravità quantistica a loop hanno fatto grandi progressi ma è anche vero che da quasi un secolo non abbiamo ancora una teoria unificata che sia in grado di descrivere completamente le leggi della fisica.

Perimeter Institute: MAPPING THE ROAD TO QUANTUM GRAVITY
arXiv: Quantum renormalization group and holography


Per approfondire questo ed altri argomenti: Idee sull’Universo