Dalla teoria delle stringhe alla teoria delle superstringhe

Nessuno è mai riuscito ad osservare una stringa e molto probabilmente nessuno ci riuscirà mai, visto che le sue dimensioni sono piccolissime, aggirandosi intorno alla scala di Planck. L’impossibilità  di una misurazione sperimentale non ha mai fermato  però i fisici nell’elaborare teorie che possono anche essere confermate attraverso  osservazioni indirette. D’altra parte  anche il  modello  standard non soltanto ha problemi grossi con la  gravità, ma  non riesce  a spiegare perché solo certe  particelle  sono mediatrici di forza e perché soltanto altre costituiscono  gli  elementi fondamentali della materia.

Eppure tutto funziona perfettamente ignorando di fatto una domanda basilare nella ricerca scientifica: perché? La teoria delle stringhe offre invece una risposta a questo perché. Ed ecco come. Sappiamo dalla più famosa equazione  della fisica E=mc2 che massa ed energia  sono intercambiabili. Secondo la teoria delle stringhe la  massa di una  particella  non è altro che l’energia dovuta alla vibrazione della stringa stessa.

Più una stringa oscilla  velocemente più la particella è pesante,  perché una vibrazione più frenetica significa maggiore energia e grazie all’equazione di Einstein, maggiore  massa.

Al contrario  un’oscillazione più lenta produce particelle meno massive fino al  fotone  ed al  gravitone che hanno massa 0. Anche la carica elettrica e lo  spin dipendono da altre proprietà  delle stringhe su cui non ci addentreremo in questa sede. La prima versione della teoria delle stringhe (detta bosonica) presentava però  un problema, le particelle che scaturivano dalla vibrazione  di questi piccolissimi filamenti di energia/massa avevano  soltanto spin intero 0, 1, 2 e così via. Questo era un bel  problema  perché soltanto le particelle mediatrici hanno uno spin intero, mentre quelle materiali hanno uno spin frazionario.

Nel  1971 Pierre Ramond dell’Università della  Florida e di altri fisici teorici trovarono  il  modo di risolvere questo spinoso  problema. Essi dimostrarono che esisteva un  nuovo tipo di simmetria (ancora la  parola magica) tra i vari modi di vibrazione che produceva gli  spin frazionari.

Questa nuova relazione fu battezzata supersimmetria  ed il  modello  divenne la teoria delle superstringhe.

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