Teori tetangsi

Teori tetangsi, teori tetali, atau teori dawai adalah suatu model alam yang membayangkan setiap zarah itu adalah sejenis objek bermatra-1 bernama tetangsi. Ia menerangkan bagaimana suatu tetangsi itu merambat merentasi ruang serta bagaimana ia berinteraksi dengan tetangsi lain. Pada skala yang lebih besar daripada saiz tetangsi itu, suatu tetangsi kelihatannya tiada beza dengan zarah biasa. Setiap jisim, cas, dan sifat-sifat lain zarah tersebut ditentukan oleh getaran tetangsi tersebut. Dalam teori tetangsi, salah satu daripada banyak mod getaran dihasilkan oleh tetangsi mewakili graviton, iaitu daya graviti yang berbentuk zarah. Oleh itu, teori tetangsi juga adalah suatu teori graviti kuantum.

Manifold Calabi–Yau ialah sejenis ruang 11 matra yang digunakan dalam kajian teori tetangsi.

Ia pertama kali dikaji pada lewat 1960-an sebagai suatu teori daya kuat nuklear sebelum ia diganti oleh kromodinamik kuantum. Ahli fizik kemudiannya menyedari bahawa kelemahan-kelemahannya yang membuatkannya tidak sesuai dalam kerangka fizik nuklear merupakan suatu kelebihan jika dilihat dari kerangka teori graviti kuantum. Bentuk terawal teori tetangsi dipanggil teori tetangsi kebosonan kerana hanya mengambil kira zarah boson. Kemudiannya, ia berkembang menjadi teori aditetangsi yang menghubungkan sifat adisimetri di antara boson dan fermion. Terdapat lima jenis teori tetangsi utama yang diterima. Pada pertengahan tahun 1990-an, suatu terkaan telah diusulkan bahawa sebenarnya setiap satu daripada lima jenis ini adalah merujuk kepada teori yang sama iaitu teori-M, tetapi untuk kes-kes tertentu. Pada penghujung 1997, ahli-ahli teori mendapati terdapat satu perhubungan penting yang dipanggil padanan AdS/CFT yang menghubungkan teori tetangsi dengan teori medan kuantum.

Salah satu cabaran teori tetangsi ialah teori lengkapnya tidak mempunyai takrifan yang memuaskan untuk semua keadaan. Satu lagi masalah yang timbul ialah landasan teori tetangsi menimbulkan pelbagai jenis alam yang boleh wujud. Hal ini menyulitkan usaha mengembangkan fizik zarah dengan menggunakan teori ini. Masalah-masalah ini menyebabkan sebahagian ahli mengkritik kaedah-kaedah ini serta mempersoalkan usaha penyelidikan teori tetangsi.

Asas Teori

Objek asas dalam teori tetangsi ialah tetangsi terbuka (kiri) dan tertutup (kanan)

Sekitar awal abad ke-20, dua kerangka teori muncul untuk menerangkan alam ini. Yang pertama sekali ialah teori kerelatifan khas yang dibangunkan oleh Albert Einstein yang memerihalkan graviti dan hamparan ruang-masa berskala besar. Yang kedua ialah mekanik kuantum yang memerihalkan objek-objek bersaiz kecil. Pada penghujung tahun 1970-an, telah ditunjukkan bahawa kedua-dua teori ini mencukupi sekiranya ingin menerangkan kebanyakan ciri-ciri alam semesta daripada sekecil-kecil zarah kepada sebesar-besar bintang.^[1]

Meskipun begitu, didapati ada banyak masalah yang masih belum diselesaikan. Salah satu daripada masalah utama dalam fizik moden ialah masalah berkaitan graviti kuantum.^[1] Graviti yang diterangkan teori kerelatifan khas itu diungkapkan dalam kerangka fizik klasik manakala daya-daya asasi lain diungkapan dalam kerangka mekanik kuantum. Suatu teori graviti yang berbentuk kuantum diperlukan sekiranya kita ingin menyesuaikan kerelatifan khas dengan mekanik kuantum. Namun, usaha menggunakan kaedah pengkuantuman daya graviti ternyata menimbulkan kepayahan.^[2] Selain kepayahan memperoleh teori graviti kuantum yang konsisten, terdapat banyak masalah lain yang berkaitan dengan nukleus atom, lohong hitam, dan tentang alam di masa awal.

1. Becker, Becker, and Schwarz 2007, p. 1
2. Zwiebach 2009, p. 6