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最近、弦理論は死んでいないという記事を見つけました。サイエンスライターのトム・シーグフリードによるその記事について、話し合う必要があると思います。彼は「弦理論が標準模型を説明できるならば、標準模型の図には含まれていない粒子の種類など、実験でアクセス可能な現実の他の特徴も含まれるため、テストは可能だ」と書いています。
そして最近発表された論文を引用し、「標準模型を実現する弦構成には、近い将来テスト可能なエネルギースケールで、常に追加のセクターが含まれている」と述べています。私はその論文を見てみました。それは「弦理論の標準模型：私たちは何を学んだか？」という短いレビューでした。
驚いたことに、彼らは実際に何かを学んでいたのです。約15年前まで、理論物理学者、特に弦理論家たちは、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で弦理論の証拠が見つかるだろうと言っていました。弦理論は超対称性を必要とし、弦理論も超対称性も数学的に正しく機能するために新しい粒子を必要としています。
彼らは、これらの新粒子や弦理論が必要とする追加次元の証拠、または弦の小球や重力子のような奇妙なものがLHCで現れるだろうと予測しました。しかし、それは起こりませんでした。物理学者たちはこれらをLHCへの「予測」と呼んでいましたが、実際にはそうではありませんでした。これは科学的用語の乱用です。
これらのいわゆる予測は、数学の言語で書かれた願望に過ぎませんでした。真実は、弦理論も超対称性も、大型ハドロン衝突型加速器や他のどの実験でも測定できるようなものを予測したことは一度もないということです。なぜでしょうか？それは、これらのアプローチのどれも、どのエネルギーや距離でその効果が現れるべきかを教えてくれないからです。
弦理論では弦の張力というパラメータがあり、超対称性では対称性の破れのスケールがありますが、それらは好きなように選べます。つまり、あなたが言うものが何も見えない場合、まあ、もう少し高いエネルギー、もう少し大きな粒子衝突器が必要だということになります。
著者たちの過去を少し掘り下げてみると、彼らはかつてLHCの範囲内の弦スケールで喜んで作業し、トップクォークを通じてLHCで弦の共鳴が検出可能だと「予測」していたことがわかります。しかし、それは起こらず、だからこそレビューには今、「標準模型を実現する弦構成には、近い将来テスト可能なエネルギースケールで、常に追加のセクターが含まれている」というあいまいな主張しか含まれていないのです。
どのエネルギースケールについて話しているのか、その未来がどれほど近いのかは言及されていません。では、弦理論家たちは何を学んだのでしょうか？このレビューは、弦理論家たちが自分たちの生きている間に除外されるリスクのあるものを何も予測しないことを学んだことを示しています。
賢いと思いませんか？それだけではありません。彼らは、これまで他のことをしたことがあると言わないことも学びました。この論文の著者たちは、LHCのための「予測」を作り出した唯一の人々ではありませんでした。基本的に、当時その分野の全員がそうしていました。私もそうしていました。それが科学の仕組みだと本当に思っていたからです。
では、どのように機能するのでしょうか？そのために、まず基本的な情報を提供する必要があります。弦理論の鍵となるアイデアは、すべてが動く微小な弦の相互作用によって記述できるというものです。それは1970年代に核相互作用を記述するために最初に発明されましたが、すぐに万物の理論への最大の希望となりました。
すべてと言うとき、文字通りすべてを意味します：粒子、力、重力、隣人の猫まで、原理的には。実際には、猫はあらゆる説明に挑戦することを私たちは皆知っています。過去20年ほどの間に、弦理論の研究は2つの分野に分かれました。一つは、弦理論が万物の理論であるという考えを放棄し、代わりに他の何かのための数学的ツールとして使用しようとしていますが、ほとんどの場合、もはや弦を使用していません。成功は圧倒的ではありませんでした。
量子コンピュータの中の推定されるワームホールという悲しいエピソードは、この研究方向から来ています。もう一つの分野は、はるかに小さく、弦理論が実際に万物の理論であるという考えをまだ追求しており、このレビューが扱っているのはこれです。しかし、弦理論の問題は、それが観測と6回ほど衝突し、その度に物理学者たちが理論をより複雑にしたことです。
その結果、これらやあれらの粒子を生み出すように弦理論の計算を配置する方法が多数存在します。そのほとんどは、弦理論が高次元の表面を生み出す方法に由来します。これらは「ブレーン」と呼ばれ、膜の略です。これらは異なる次元数で利用可能です。
あなたは余分な次元のすべてでそれらを多くの方法で配置し、そこにフィールドを挿入することができます。それらのブレーンで何をするかが理論の粒子の内容を決定します。しかし、あなたは常に必要以上のものを得ます。標準模型だけでなく、より多くの粒子、そしてモジュリやアクシオンのようなフィールドも得られます。
そして、ゲームはこのように進みます。余分なものを隠して、すでに実験と矛盾しないようにします。これほどの年月が経過した後、誰かが少なくとも弦理論を使って、実際に観測される標準模型の粒子を提供する方法を見つけていたと思うでしょう。しかし、そうではありません。
実際、新しいレビューの主な結論の一つは、「標準模型は弦理論に組み込むことができる」というものです。素晴らしいと思いませんか？50年後に、弦理論が私たちの観測と完全に矛盾しない可能性があると考えていることが。彼らはこれを「モデル構築」と呼びますが、実際には単なる推測です。これが自然について何かを教えてくれると信じられるのか理解できません。
これは狂気的で非科学的な方法論を採用した研究分野全体であり、それを止めるものは何もありません。科学は一度に一つの葬式で進歩すると言われています。しかし、もはやそうではありません。なぜなら、第一世代の弦理論家たちは自分たちの学生を育て、今や彼らは同じ道を続けているからです。
そうしない理由がありますか？これらは楽しい仕事であり、それを止めることができるものや人は何もいません。だからそう、シーグフリードは正しいです。弦理論は死んでいません。それは死んでおらず、今やゾンビのように歩き回って人々の脳を食べています。
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