Nuovi modelli relativi alla teoria delle stringhe dell’universo primordiale
Avendo fatto ingresso sulla scena circa 30 anni fa, la teoria delle stringhe cerca di fornire eleganti e semplici spiegazioni per profonde questioni della fisica fondamentale. Un filone di ricerca condotta nell’ambito del progetto STRINGLEEFT, finanziato dall’UE, si è concentrato sulla promozione della comprensione e descrizione di compattificazioni 10-dimensionali della teoria delle stringhe, fino a giungere a un universo 4D attraverso strumenti matematici avanzati. Basandosi sui modelli di compattificazione, il secondo filone di ricerca era orientato verso problemi fondamentali di cosmologia e fisica delle particelle, e previsioni sperimentali in grado di poter essere testate negli esperimenti attuali e futuri. Estendendo la meccanica quantistica da singole particelle localizzate a campi che esistono ovunque, la teoria dei campi quantistici rappresenta il quadro generale che descrive la cosmologia e la fisica delle particelle. Non tutti i modelli di teoria dei campi dell’universo possono essere costantemente incorporati nella gravità quantistica. I ricercatori hanno studiato i vincoli di coerenza sui modelli promettenti in ambito di cosmologia, dimostrando che alcune classi di modelli sono incoerenti, identificando dunque nuovi modelli di teoria delle stringhe in grado di soddisfare le proprietà necessarie. I risultati di ricerca hanno fornito un’ulteriore comprensione in quanto alle proprietà relative alla teoria delle stringhe stessa e in merito al collegamento della teoria delle stringhe per i modelli cosmologici. La rapida espansione accelerata a cui si pensa sia stato sottoposto l’universo nei primi momenti successivi alla propria nascita è estremamente sensibile agli effetti di gravità quantistica, ed è difficile da incorporare nella teoria delle stringhe. Il team del progetto ha identificato un nuovo modello di inflazione che utilizza gli effetti di gravità quantistica per assistere l’inflazione stessa. Il modello vanta firme distintive che possono essere testate nelle prossime osservazioni cosmologiche. Le onde gravitazionali primordiali sono prodotte durante l’inflazione, ma la loro ampiezza non è fissata dall’inflazione. I ricercatori hanno identificato un forte limite superiore per l’ampiezza delle onde gravitazionali primordiali proveniente dalla teoria delle stringhe, il quale sarà analizzato dai rivelatori di onde gravitazionali primordiali di futura generazione. Il lavoro del progetto STRINGLEEFT contribuisce all’obiettivo scientifico a lungo termine di comprendere l’origine del nostro universo, la relativa composizione ed evoluzione. Infine, i risultati possono essere collegati direttamente agli esperimenti e alle osservazioni, guidando i futuri programmi sperimentali, che a loro volta potranno stimolare nuovi sviluppi tecnologici.
Parole chiave
Teoria delle stringhe, gravità quantistica, cosmologia, compattificazioni
