snaartheorie

Snaartheorie is een kader in de theoretische natuurkunde waarin de fundamentele bouwstenen geen puntdeeltjes zijn maar één-dimensionale objecten: snaren. De verschillende trillingsmodi van een snaar komen overeen met de deeltjes die we waarnemen, en de theorie bevat van nature een graviton, het quantum van zwaartekracht.

De oorsprong ligt in de jaren zestig met de Veneziano-amplitude en de ontwikkeling van de bosonische snaartheorie. In de jaren tachtig werd supersymmetrie geïntegreerd, waarna in de jaren negentig vijf consistente superstringtheorieën bekend werden en onderling verwant bleken via dualiteiten; samen vormden zij het bredere kader van de M-theorie.

Belangrijke kenmerken zijn de noodzaak van extra ruimtelijke dimensies, meestal gecompactificeerd op zeer kleine schaal, zodat wij ze niet direct waarnemen. Voor snaartheorie geldt doorgaans een totale dimensie van tien (bij superstrings) of elf (bij M-theorie). Wiskundige structuren zoals Calabi–Yau-variënten, D-branen en dualiteiten spelen een centrale rol.

De belangrijkste varianten zijn Type I, Type IIA, Type IIB en de heterotische theorieën met gaugegroepen SO(32) of E8×E8. D-branen en gauge–gravity-dualiteiten (AdS/CFT) bieden gereedschappen om niet-perturbatieve aspecten te bestuderen en verbindingen met quantumveldentheorieën te verkennen.

Tot op heden levert snaartheorie geen directe experimentele verificatie op. Het biedt wel een samenhangend kader voor een quantumzwaartekracht en de poging om de standaardmodel-fysica uit de vacua van de theorie af te leiden. Kritiekpunten betreffen de grote variëteit aan mogelijke oplossingen en het gebrek aan toetsbare voorspellingen.