Thuyết dây là gì? Những ứng dụng trong thực tiễn

Lý thuyết dây là một thuyết hấp dẫn lượng tử, mục đích thống nhất tất cả các hạt cơ bản cùng  lực của tự nhiên. Sự ra đời của nó giải quyết tính đối xứng, hiệu ứng black hole lỗ đen.

Thuyết dây mở ra những tia sáng mới cho cơ học lượng tử, không gian và thời gian. Theo đó, tất cả các lực và hạt được miêu tả theo lối hình học phong nhã. Để hiểu rõ hơn về những sợi tơ vô hình này, mời bạn cùng khám phá chi tiết bài viết sau.

Thuyết dây là gì và những ứng dụng trong thực tiễn

Trong thập niên 80- 90, thuyết dây mở khóa mọi giới hạn của thực tại, đây cũng là chủ đề nóng của ngành vật lý học.

Lý thuyết dây mang lại nhiều ứng dụng trong thực tế

Khác với học thuyết siêu hấp dẫn thuần túy, thuyết dây có nền tảng toán học vững chắc. Các nhà vật lý hy vọng có thể đo được giá trị hằng số vũ trụ dựa trên các tiên đề của nó.

Theo ông Andrew Strominger, hiện nay vẫn chưa ai tạo ra thí nghiệm chứng minh hay phản bác sự tồn tại của những sợi dây siêu nhỏ. Nhiều chuyên gia cho rằng thuyết dây có ứng dụng được trong thực tế như toán học thuần túy.

Những sợi tơ vô hình chưa ai khai phá

Andrew Strominger quyết tâm khám phá vũ trụ thông qua những yếu tố vật lý mới chỉ dừng ở mức học thuyết. Năm 1995, ông nghiên cứu thành công những báo cáo khoa học, “cách mạng dây đầu tiên”.

Hình ảnh không gian nhiều chiều Calabi Yau

Theo thuyết dây, các sợi tơ là đơn vị cơ bản nhất của tự nhiên, rung động trong một vũ trụ có khoảng từ 10-11 chiều. Những chiều không gian bé phải bị nén theo các cách cụ thể để tạo ra hiệu ứng vật lý(gọi là Calabi-Yau).

Khối lượng của một hạt, cường độ lực hay bất kỳ số đo cơ bản nào sẽ phụ thuộc vào hình dáng hình học của không gian nhiều chiều Calabi-Yau.

Không lâu sau đó, thuyết dây lại đạt được khám phá mới bằng cách xoay không gian Calabi-Yau theo một cách đặc biệt. Việc này sẽ tạo ra dạng hình ảnh phản chiếu(hiện tượng mirror symmetry - đối xứng phản chiếu).

Phát hiện mới về hố đen vũ trụ nhờ sử dụng thuyết dây

Hơn 2 thập kỷ, Strominger và những nhà vật lý khác sử dụng thuyết dây để nghiên cứu hố đen vũ trụ. Họ viết ra công thức cho thấy hố đen chứa lượng entropy cao và có nhiều cách sắp xếp hạt bên trong.

Hố đen vũ trụ được chụp bởi kính viễn vọng Chân trời sự kiện

Theo đó, cấu trúc bên trong hố đen rất phức tạp và có thể tồn tại ở nhiều trạng thái khả thi khác nhau. Strominger tiếp tục đào sâu nghiên cứu, thực hiện công trình với giáo sư Vafa cho thấy hố đen quay nhanh mang tính chất “đối xứng bảo giác - conformal symmetry”.

Nghĩa là kích cỡ của hố đen không ảnh hưởng đến một số tính chất của nó. Các “góc” vẫn được giữ nguyên dù cho khoảng cách giữa hai điểm thay đổi.

Mặc dù, thuyết dây không phải là thứ bó buộc mọi khía cạnh của vật lý thành một thể thống nhất, Strominger xem đây như một điểm khởi đầu. Càng nghiên cứu ta sẽ tìm ra được nhiều ứng dụng mới của chìa khóa giải mã đa chiều không gian.

Theo: genk.vn