نظریه سیم پیشنهاد می‌کند که بنیادی‌ترین اجزای جهان ذراتی مانند الکترون‌ها یا کوارک‌ها نیستند، بلکه سیم‌های کوچکی و مرتعش از انرژی هستند.
این ارتعاش و چیدمان این سیم‌ها است که به ذرات، ماده، انرژی و دیگر نیروهای طبیعی زندگی می‌بخشد. این نظریه پیشنهاد می‌کند که همه چیز در این جهان به هم متصل است و ذرات نه اشیایی نقطه‌ای بلکه در واقع سیم هستند.
با این حال، نظریه سیم تا به امروز اثبات نشده است، اما یک مطالعه جدید یک روش بوت‌استرپ را آشکار می‌کند که موقعیت آن را تقویت می‌کند.
استفاده از دامنه‌های پراکندگی برای شناسایی سیم‌ها
برخی از مطالعات قبلی برآورد می‌کنند که یک سیم تقریباً ۱۰ −۳۵ متر اندازه دارد. دلیل این که دانشمندان نتوانسته‌اند سیم‌ها را شناسایی کنند این است که حتی قوی‌ترین شتاب‌دهنده جهان، برخورد‌دهنده بزرگ هادرونی نیز می‌تواند اشیایی تا اندازه ۱۰ -۲۰ متر را شناسایی کند.
بنابراین تأیید حضور سیم‌ها در یک تنظیم تجربی در حال حاضر غیرممکن است. به همین دلیل است که نویسندگان مطالعه یک روش بوت‌استرپ نظری را اتخاذ کرده‌اند.
"بوت‌استرپ یک ساختار ریاضی است که به وسیله آن می‌توان به خصوصیات فیزیکی یک سیستم بدون نیاز به دانستن دینامیک بنیادی آن دست یافت،" رمن، یکی از نویسندگان مطالعه و یک پژوهشگر پسادکترا در دانشگاه نیویورک گفت.
به جای ساخت همه چیز از ابتدا، این روش خواستار شروع با قوانین اساسی است که یک سیستم باید به آن‌ها پایبند باشد. این قوانین معمولاً به تقارن، علت و اثر (علتیت)، و ثبات ریاضی مربوط می‌شوند.
برای مثال، به منظور توصیف تعامل سیم‌ها، نویسندگان مطالعه دامنه‌های پراکندگی، عبارات ریاضی که احتمال تعامل و پراکندگی ذرات در اثر برخورد را توصیف می‌کنند، به کار بردند.
آن‌ها از دامنه‌هایی به نام محلیت و واحدیت استفاده کردند. اولی به این معنی است که هیچ چیز نمی‌تواند به چیزی در فاصله دور فوری تاثیر بگذارد—نیروها برای حرکت نیاز به زمان دارند، بنابراین علتیت ثابت می‌ماند.
دومی از سوی دیگر توصیف می‌کند که در مکانیک کوانتومی، احتمال تمامی نتایج ممکن باید همیشه به ۱۰۰٪ برسد و این احتمالات نمی‌توانند منفی باشند. این قانون نیز محدود می‌کند که چگونه ذرات می‌توانند با یکدیگر تعامل کنند.
به طور شگفت‌انگیز، زمانی که محلیت و واحدیت اعمال شدند، نتیجه معادله بوت‌استرپ به دامنه ونتسیانو رسید، همان فرمولی که پراکندگی سیم‌ها را توصیف می‌کند.
شواهد مطرح اما نه اثبات
این مطالعه یک چارچوب جالب دیگر را آشکار می‌کند که به حضور سیم‌ها اشاره دارد و از نظریه سیم حمایت می‌کند. این پیشنهاد می‌کند که ایده بزرگ نظریه سیم می‌تواند به یک نقطه شروع کوچک‌تر و ساده‌تر کاهش یابد که همچنان به نتایج یکسان می‌رسد.
اما "این کار نمی‌تواند اعتبار نظریه سیم را تأیید کند، که مانند همه سوالات درباره طبیعت سوالی است که باید با آزمایش حل شود،" کلیفورد چئونگ، اولین نویسنده و استادیار فیزیک نظری در کال‌تک، اظهار داشت.
در حالی که دانشمندان یک شتاب‌دهنده ذرات قدرتمند به اندازه کافی برای شناسایی سیم‌ها توسعه می‌دهند، هنوز زیادی است که مدل‌های نظری می‌توانند آشکار کنند. برای مثال، محققان برنامه دارند که یک رویکرد بوت‌استرپ را آزمایش کنند که چندین ذره (مطالعه کنونی فقط بر دو ذره تمرکز دارد) را شامل می‌شود. امیدواریم این تلاش‌ها به زودی دانشمندان را به پیداکردن سیم‌هایی که برای دهه‌ها جست‌وجو کرده‌اند نزدیکتر کند.
این مطالعه در مجله نامه‌های مرور فیزیکی منتشر شده است.
