Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần III - Bản giao hưởng vũ trụ
Chương 7 - Cái "siêu" trong siêu dây(6)
Những nghiên cứu gần đây đã mang lại cho lý thuyết dây những bước
tiến khổng lồ tới gần cái giấc mơ thống nhất, bằng cách chứng tỏ được rằng
năm lý thuyết khác nhau mà chúng ta nói ở trên chẳng qua chỉ là năm cách
mô tả khác nhau của cùng một lý thuyết bao quát hơn....
Siêu đối xứng trong lý thuyết dây
Lý thuyết dây khởi đầu xuất hiện từ công trình của Veneziano vào cuối
những năm 1960, nó chứa đựng tất cả những đối xứng mà ta vừa thảo luận
ở đầu chương này, nhưng không hàm siêu đối xứng (đơn giản vì nó còn
chưa được phát hiện ra). Lý thuyết đầu tiên dựa trên lý thuyết dây lẽ ra phải
được gọi là ý thuyết dây boson. Tính từ “boson” chỉ ra rằng tất cả các mode
dao động của dây này đều có spin nguyên và không có mode dao động có
spin bán nguyên, tức là không có các mode dao động fermion. Điều này đặt
ra hai vấn đề.
Thứ nhất, nếu lý thuyết dây có khả năng mô tả tất cả các lực và tất cả các
hạt vật chất thì nó bằng cách nào đó phải bao hàm được tất cả những mode
dao động fermion, vì chúng ta biết rằng tất cả các hạt vật chất đều có spin
1/2. Thứ hai, và còn rắc rối hơn, đó là người ta nhận thấy rằng, trong lý
thuyết dây boson, tồn tại một mode dao động có bình phương khối lượng là
một số âm, được gọi là hạt tachyon. Ngay cả trước khi có lý thuyết dây, các
nhà vật lý đã nghiên cứu tới khả năng vũ trụ của chúng ta có thể có hạt
tachyon, ngoài những hạt quen thuộc có khối lượng dương. Nhưng những
nỗ lực của họ đã cho thấy rằng điều đó là rất khó, thậm chí có thể nói là
không thể, nếu muốn giữ cho lý thuyết vẫn còn nhất quán về mặt lôgic.
Tương tự, trong bối cảnh của lý thuyết dây boson, các nhà vật lý đã thử đủ
các loại thủ thuật cốt để cho điều tiên đoán bí ẩn về mode dao động tachyon
có một ý nghĩa nào đó, nhưng tất cả đều vô ích. Những đặc điểm này làm
cho ta càng thấy rõ ràng, mặc dù dây là một lý thuyết rất hấp dẫn, nhưng
