GIAI ĐIỆU GIÂY VÀ BẢN GIAO HƯỞNG VŨ TRỤ - Trang 172

thích được khối lượng của các hạt còn nhẹ hơn rất nhiều, thuộc số những
thành phần tạo nên thế giới xung quanh chúng ta, như các electron, quark,
photon, chẳng hạn?
Câu trả lời, lại một lần nữa, tới từ cơ học lượng tử. Nguyên lý bất định đảm
bảo rằng không có gì là hoàn toàn đứng yên cả. Mọi vật đều chịu những
thăng giáng lượng tử, bởi vì nếu không, chúng ta sẽ biết hoàn toàn chính
xác chúng ở đâu và chuyển động nhanh chậm ra sao, mà như vậy thì lại vi
phạm nguyên lý của Heisenberg. Điều này cũng đúng đối với các vòng dây
trong lý thuyết dây; bất kể vòng dây phẳng lặng thế nào đi nữa, nó vẫn luôn
luôn cảm thấy một dao động lượng tử nào đó. Một điều đáng lưu ý đã được
phát minh từ những năm 1970, đó là có thể có những triệt tiêu năng lượng
giữa những thăng giáng lượng tử và các dao động của dây mà ta đã thảo
luận ở trên và được minh hoạ trên các hình 6.2 và 6.3. Thực tế, thông qua
những đặc điểm kỳ lạ của cơ học lượng tử, năng lượng gắn với những
thăng giáng lượng tử của dây là âm và do đó nó làm giảm thiểu năng lượng
toàn phần của dây dao động một lượng xấp xỉ bằng năng lượng Planck.
Điều này có nghĩa là các mode dao động có năng lượng thấp nhất của dây
với năng lượng mà ta trù liệu rằng có giá trị bằng 1 năng lượng Planck sẽ bị
triệt tiêu phần lớn, và do đó có năng lượng thực sự tương đối thấp. Những
năng lượng này ứng với khối lượng xấp xỉ khối lượng của các hạt được liệt
kê trong các bảng 1.1 và 1.2. Đó là các mode dao động có năng lượng thấp
nhất, do đó có khả năng tạo ra một cầu nối giữa mô tả lý thuyết của các dây
và thế giới vật ký của các hạt có thể tiếp cận được bằng thực nghiệm.
Và đây là một ví dụ quan trọng: Scherk và Achwarz đã phát hiện ra rằng
đối với mode dao động tương ứng với hạt graviton giả định, sự triệt tiêu
này là hoàn hảo, kết quả là ta thu được hạt truyền tương tác hấp dẫn, tức
graviton, có khối lượng bằng không. Đó cũng chính là điều ta đã chờ đợi
đối với graviton, bởi vì lực hấp dẫn được truyền với vận tốc ánh sáng, mà
chỉ những hạt có khối lượng bằng không mới có thể chuyển động với tốc
độ cực đại đó. Nhưng những mode dao động với năng lượng thấp lại
thường là ngoại lệ chứ không phải là quy tắc. Dây cơ bản dao động thường
gặp hơn tương ứng với hạt có khối lượng lớn gấp cả tỷ tỷ lần khối lượng