Poderia Proton Decay significar um desastre para a Teoria das Cordas?

Se uma das tentativas mais velhos em unificação de forças (chamada grande unificação teoriasou GUTs) for bem sucedida, teria profundas implicações para a teoria das cordas. Um dos mais elegantes GUTs foi o modelo 1974 Georgi-Glashow, proposta por Howard Georgi e Sheldon Glashow.

Esta teoria tem uma falha: Ela prevê que os prótons decadência e experiências ao longo dos últimos 25 anos não demonstraram que este seja o caso. Mesmo se decaimento do próton é detectado, os teóricos das cordas pode ser capaz de salvar sua teoria.

O modelo de Georgi-Glashow permite quarks se transformar em elétrons e neutrinos. Porque prótons são feitas de configurações específicas de quarks, se um quark dentro de um próton fosse para mudar de repente em um elétron, o próton si deixaria de existir como um próton. O núcleo emitiria uma nova forma de radiação como o próton deteriorado.

Esta transformação quark (e resultando decaimento do próton) existe porque o modelo de Georgi-Glashow usa uma (5) grupo de simetria SU. Neste modelo, os quarks, elétrons e neutrinos são o mesmo tipo fundamental de partículas, manifestando-se em diferentes formas. A natureza desta simetria é tal que as partículas podem, em teoria, transformar a partir de um tipo para outro.

É claro que esses decaimentos não pode acontecer muitas vezes, porque precisamos de prótons para ficar por perto, se vamos ter um universo como o conhecemos. Os cálculos mostraram que um protão decai a uma taxa muito pequeno: menos do que um protão cada 10³³ anos.

Esta é uma taxa de decaimento muito pequeno, mas há uma maneira de contornar isso por ter um monte de partículas. Cientistas criaram vastas tanques cheios de água ultrapura e blindados dos raios cósmicos que podem interferir com prótons (e dar leituras falsas de decaimento). Eles, então, esperou para ver se qualquer um dos prótons deteriorado.

Depois de 25 anos, tem havido nenhuma evidência de deterioração de protões, e estas experiências são construídos de modo poderia haver tantos como alguns decai de um ano. Os resultados do Super-Kamiokande, um observatório de neutrino no Japão, mostram que um próton média levaria pelo menos 10³⁵ anos para se decompor. Para explicar a falta de resultados, o modelo de Georgi-Glashow foi modificado para incluir taxas de decaimento mais longos, mas a maioria dos físicos não esperar para observar o decaimento do próton tão cedo (se em tudo).

Se os cientistas fizeram finalmente descobrir o decaimento do próton, isso significaria que o modelo de Georgi-Glashow precisaria ser olhado de novo. A teoria das cordas ganhou sucesso em parte por causa do fracasso de todas as outras modelos anteriores, por isso, se as suas previsões trabalhar, isso pode indicar fracas perspectivas de teoria das cordas.

A paisagem da teoria da corda continua a ser tão resistente como sempre, e algumas previsões da teoria das cordas permitir versões que incluem o decaimento do próton. O prazo decadência previsto é de aproximadamente 10³⁵ anos - exatamente o limite inferior permitido pelo Observatório de Neutrinos de Super-Kamiokande.

A renovação da entranhas não refutar a teoria das cordas, embora o fracasso do GUT é parte da razão pela qual a teoria das cordas foi originalmente adoptada. teorias das cordas podem agora incorporar GUT em domínios de baixa energia. Mas a teoria das cordas não pode nos dizer se devemos antecipar que GUT existe ou prótons decadência. Talvez ou talvez não, e a teoria das cordas pode lidar com isso de qualquer maneira.

Este é apenas um dos muitos casos em que a teoria das cordas mostra uma ambivalência completa a evidência experimental, que alguns críticos dizem que o torna # 147-un-falsificável # 148.;