W poszukiwaniu teorii unifikacji
Pomimo kilkudziesięciu lat intensywnych prac nie udało się połączyć grawitacji z pozostałymi trzema oddziaływaniami podstawowymi. Za najbardziej obiecującą uznaje się teorię strun, w której wszystkie cząstki subatomowe przedstawiane są jako różne stany matematycznych "strun", drgających w abstrakcyjnej przestrzeni. Teoria strun pozwala na badanie kosmologii wczesnego wszechświata oraz na stworzenie modeli wykraczających poza model standardowy fizyki cząstek elementarnych. Dostarczyła też skutecznych narzędzi naukowcom uczestniczącym w projekcie UNIFY (Unification of fundamental forces and applications), którzy badali problemy z zakresu fizyki teoretycznej oraz interpretowali dane z Wielkiego Zderzacza Hadronów i eksperymentów mających na celu wykrycie fal grawitacyjnych. Założeniem tego finansowanego ze środków UE projektu było usprawnienie wymiany wiedzy i nawiązanie współpracy między międzynarodowymi specjalistami z Kanady, Europy, Japonii i USA. W ciągu czterech lat realizacji projektu sieć UNIFY służyła za platformę szkoleniową dla młodych naukowców, rozpoczynających badania nad fundamentalnymi siłami przyrody. Prace prowadzone były w trzech obszarach. Choć teoria strun stanowi atrakcyjny kierunek badań z zakresu grawitacji kwantowej, analizowano także alternatywne propozycje dotyczące konforemnych teorii pola. Uczeni starali się na nowe sposoby połączyć teorię kwantową i teorię grawitacji przy pomocy dualności cechowania/grawitacji. Jednocześnie zastosowano metody numeryczne do opisu osobliwości kosmologicznych i natury ciemnej materii. Co ważne, uczestnikom projektu UNIFY udało się przywrócić do życia teorię "bootstrap", wypartą swego czasu przez model standardowy. Teoria ta opiera się na założeniu, że przyrody nie da się sprowadzić do pól podstawowych i odpowiadających im cząstek. Zamiast tego proponuje ona koncepcję cząstek jako połączenia w nierozłącznej sieci kosmicznej, wychodzącej z teorii kwantowej i nabierającej dynamicznego charakteru w teorii względności. Reasumując, prace prowadzone w ramach sieci UNIFY wnoszą istotny wkład w poszerzenie wiedzy z zakresu fizyki oddziaływań silnych oraz fizyki wykraczającej poza zunifikowane teorie obejmujące pola grawitacyjne. Całkowita unifikacja wszystkich teorii fizycznych nie będzie jednak możliwa, jeżeli nie uda się rozwiązać podstawowych problemów teorii kwantowej.
Słowa kluczowe
Ogólna teoria względności, teoria kwantowa, oddziaływania podstawowe, teoria strun, UNIFY, teoria bootstrap
