放大:把它们串在一起
16岁的娜奥米·詹德勒正在寻找宇宙最基本的解释。
如果你把任何东西——比如你的衬衫、你的手机或这本杂志——放大到超级近的距离,你最终会开始看到原子、电子和由质子和中子组成的原子核。如果你再放大一点,你就会看到夸克。弦理论假设,如果你放大到更远的地方,你会发现一些更基本的东西,它们构成了所有其他的粒子:振动的小弦。这些弦振动的不同方式对应于我们能看到的不同粒子和力。
这就是娜奥米·詹德勒,16岁解释了弦理论。在弦理论出现之前,没有办法将引力和量子力学结合成一个可以探测所有能量的单一理论。但这个解决方案带来了另一个问题,弦理论最大的问题是:它不可测试。“弦理论确实能做出预测,”内奥米解释说,“但在我们所能建造的技术所能探测到的能量范围内,预测不到。”作为哈佛大学的博士后,她的研究重点是找出弦理论的哪些特征可以通过当前的实验观察到。
为了做到这一点,Naomi专注于确定来自弦理论的轴子的可观察特征。轴子是物理学家特别感兴趣的假想粒子,因为它们被认为是暗物质的最佳候选者之一,暗物质是一种目前探测器看不见的物质形式。通过编写扫描超维形状并计算每个可能宇宙中轴子的属性的代码,Naomi试图回答:弦理论对我们探测轴子的前景有什么看法,如果我们真的探测到轴子,弦理论认为它们的属性将是什么?根据Naomi的说法,将弦理论与我们有生之年可以进行的实验联系起来的希望并没有完全消失。虽然任务艰巨,但她已准备好迎接挑战。“我一直只想对我们的宇宙做出最基本的解释,”内奥米说。“我认为这就是弦理论吸引我的地方,因为它是我们所拥有的最基本的解释。”
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