Teoria șirurilor este o teorie matematică care încearcă să explice anumite fenomene care nu este explicabilă în prezent în modelul standard al fizicii cuantice.
La baza sa, teoria coardelor folosește un model de șiruri unidimensionale în locul particulelor fizicii cuantice. Aceste șiruri, dimensiunea Lungimea planck (10-35 m), vibrează la frecvențe rezonante specifice. Unele versiuni recente ale teoriei șirurilor au prezis că șirurile pot avea o lungime mai lungă, până la aproape un milimetru, ceea ce ar însemna că sunt pe tărâmul că experimentele le-ar putea detecta. Formulele care rezultă din teoria șirurilor prevăd mai mult de patru dimensiuni (10 sau 11 în cele mai comune variante, deși o versiune necesită 26 de dimensiuni), dar dimensiunile suplimentare sunt „ondulate” în lungimea Planck.
În plus față de șiruri, teoria șirurilor conține un alt tip de obiect fundamental numit ramă, care poate avea mult mai multe dimensiuni. În unele „scenarii din lumea ramurilor”, universul nostru este de fapt „blocat” în interiorul unei ramuri tridimensionale (numită 3-ramă).
Teoria șirurilor a fost dezvoltată inițial în anii ’70, în încercarea de a explica unele inconsistențe cu comportamentul energetic al hadronilor și al altor particule fundamentale ale fizicii.
La fel ca în mare parte din fizica cuantică, matematica care se aplică teoriei corzilor nu poate fi rezolvată în mod unic. Fizicienii trebuie să aplice teoria perturbațiilor pentru a obține o serie de soluții aproximate. Aceste soluții, desigur, includ presupuneri care pot fi sau nu adevărate.
Speranța motrice din spatele acestei lucrări este că va rezulta într-o „teorie a tuturor”, incluzând o soluție la problema gravitației cuantice și să împace fizica cuantică cu relativitatea generală, împăcând astfel forțele fundamentale ale fizicii.
Teoria originală a șirurilor s-a concentrat doar pe particulele de boson.
Teoria superstringului (scurt pentru „teoria supersimetrică a șirurilor”) încorporează bosoni cu o altă particulă, fermioni, precum și supersimetrie pentru modelarea gravitației. Există cinci teorii independente de superstring:
M-Theory: O teorie de superstring, propusă în 1995, care încearcă să consolideze modelele de tip I, tip IIA, tip IIB, tip HO și tip HE ca variante ale aceluiași model fizic fundamental.
O consecință a cercetării în teoria șirurilor este realizarea faptului că există un număr imens de teorii posibile care ar putea fi construite, determinând unii să se întrebe dacă această abordare va dezvolta vreodată „teoria a tot ceea ce sperau inițial mulți cercetători. În schimb, mulți cercetători au adoptat părerea că ei descriu un peisaj vast de teorie a șirurilor de structuri teoretice posibile, multe dintre ele nu descriu de fapt universul nostru.
În prezent, teoria șirurilor nu a făcut nici o predicție care nu este explicată și printr-o teorie alternativă. Nu este nici dovedit în mod special, nici falsificat, deși are caracteristici matematice care îi oferă un interes deosebit multor fizicieni.
O serie de experimente propuse ar putea avea posibilitatea de a afișa „efecte de șir”. Energia necesară pentru multe astfel de experimente nu este în prezent obținută, deși unele sunt pe tărâmul posibilității în viitorul apropiat, cum ar fi posibilele observații din găurile negre.
Numai timpul va spune dacă teoria șirurilor va putea ocupa un loc dominant în știință, dincolo de a inspira inimile și mințile multor fizicieni.