בניסוי שנערך לאחרונה במעברת מאיץ החלקיקים CERN התגלו חלקיקים חדשים שמאששים את תורת המיתרים. העולם המדעי כמרקחה! (כתבה לכבוד 1 באפריל)

תורת המיתרים היא תורה פיזיקלית המאחדת את תורת היחסות הכללית ותורת הקוונטים [1]. ראשיתה בגילוי מקרי של תאורטיקן בשם גבריאל מוונציה, שכתב את עבודת הדוקטורט שלו במכון ויצמן בשלהי שנות השישים של המאה הקודמת [2]. בניסיון לתאר את הכוח החזק גילה במקרה גבריאל שאפשר לתאר חלקיקים הנקראים מזונים כמעין חוטים, או מיתרים פתוחים. באיטליה החלו לכנות את תורת המיתרים בשם ״תורת הספגטי״, ואילו בטכניון בישראל היא נקראת משום מה ״תורת החוטים״. שאר העולם מכנה את התורה בשם string theory.

בשנות השבעים של המאה הקודמת התברר כי נוסף על מיתרים פתוחים תורת המיתרים כוללת בתוכה גם מיתרים סגורים, מעין לולאות, ואלה דומים בהתנהגותם לחלקיקים היפותטיים בשם ״גרוויטונים״ – חלקיקים אשר גורמים לכל שתי מסות להימשך זו לזו וגם לאנשים להימשך זה לזה.

תורת המיתרים נחשבה תורה היפותטית שאינה ניתנת לאישוש. בספר הלימוד של התורה שנכתב בידי מיכאל הירוק, ג׳ון השחור ואד הלבן [3], נטען שיידרש מאיץ חלקיקים בגודל מערכת השמש כדי לאשש או להפריך את תורת המיתרים. הסיבה היא שככל שהמאיץ גדול יותר הוא מגיע לאנרגיות גבוהות יותר ויכול לבחון בדקדקנות רבה יותר תאוריות שתקפות לכאורה במרחקים קצרצרים.

לפני כשבוע התחוללה דרמה בשמי הפיזיקה. הפיזיקאי הישראלי, עילם הגדול ממכון ויצמן, חבר צוות בכיר בקבוצת ״הרקולס״, העלה רעיון גאוני לבחון את תורת המיתרים: במקום להאיץ פרוטונים ולתת להם להתנגש זה בזה, מדוע שלא להאיץ עצמים כבדים יותר, כדי להגיע לאנרגיות גבוהות יותר?

הצעתו של עילם התקבלה בספקנות במאיץ בז׳נווה, אבל מכיוון שממילא לאף אחד שם לא היה חשק לעבוד אחרי היין של ארוחת הצהריים, הסכימו שהוא יאיץ במאיץ אטומים של ברזל במקום פרוטונים.

תוצאות הניסוי, שבו התנגשו אטומי ברזל זה בזה באנרגייה של 42 ג׳יגה אלקטרון וולט, עוררו תדהמה: במקום חלקיקים שנראים על מסך הגלאי כנקודות, פתאום הופיעו על המסך עיגולים שנראו כמו מיתרים סגורים! כתוצאה מההתנגשות יצר אטום הברזל, שמסתו גבוהה הרבה יותר מפרוטון, גרוויטונים בדמות לולאות.

התגלית המסעירה מאששת את היותה של תורת המיתרים תורת כבידה קוונטית הכוללת בתוכה גרוויטונים. לאחר יותר מחמישים שנה, יוכל סוף כל סוף גבריאל מוונציה לנסוע לשטוקהולם ולקבל כמה ג׳ובות בעבור תגליתו.

עריכה: יהונתן הופמן

מקורות והרחבות

[1] הולדת תורת המיתרים - מדע גדול, בקטנה

[2] ראיון עם אבי תורת המיתרים- פרופ' גבריאל ונציאנו - מדע גדול, בקטנה

[3]

"Superstring Theory”, by  Michael B. Green, John H. Schwarz, Edward Witten.