Storia della teoria delle stringhe - Wikipedia
La storia della teoria delle stringhe ha inizio negli anni '50 e '60 del Novecento come una teoria degli adroni e dell'interazione forte. Dopo i lavori di ...
teorie delle superstringhe
Ad ogni modo anche la teoria bosonica ha problemi. Fondamentalmente ha una peculiare instabilità, portando al decadimento dello spazio-tempo. In più, come il nome suggerisce, lo spettro di particelle contiene solo bosoni, particelle con spin intero come il fotone. I bosoni sono un ingrediente indispensabile nell' universo, ma non gli unici costituenti. Gli studi su come una teoria delle stringhe debba includere i fermioni nel suo spettro conducono alla supersimmetria, una relazione matematica tra bosoni e fermioni che è ora un settore di studio indipendente. Le teorie delle stringhe che includono vibrazioni fermioniche sono conosciute come <anchor>teorie delle superstringhe</anchor>; ne sono stati descritti parecchi tipi.
Teoria delle superstringhe - Wikipedia
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# Teoria delle superstringhe

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**Teoria delle stringhe**

- [Teoria delle stringhe](/wiki/Teoria_delle_stringhe "Teoria delle stringhe")
  - [Stringa](/wiki/Stringa_(fisica) "Stringa (fisica)")
  - [Stringa bosonica](/wiki/Teoria_di_stringa_bosonica "Teoria di stringa bosonica")
- Teoria delle superstringhe
  - [Stringa tipo I](/wiki/Teoria_di_stringa_tipo_I "Teoria di stringa tipo I")
  - [Stringa tipo II](/wiki/Teoria_di_stringa_tipo_II "Teoria di stringa tipo II")
  - [Stringa eterotica](/wiki/Stringa_eterotica "Stringa eterotica")
- [Teoria M](/wiki/Teoria_M "Teoria M")
  - [Supergravità](/wiki/Supergravit%C3%A0 "Supergravità")
  - [D_p_-brane](/wiki/D-brana "D-brana")
  - [Teoria del mondo-brana](/wiki/Mondo-brana "Mondo-brana") e [modello ecpirotico](/wiki/Universo_ecpirotico "Universo ecpirotico")

[Dualità](/wiki/Dualit%C3%A0_(fisica_teorica) "Dualità (fisica teorica)")[T-dualità](/wiki/T-dualit%C3%A0 "T-dualità") · [S-dualità](/wiki/S-dualit%C3%A0 "S-dualità") · [U-dualità](/wiki/U-dualit%C3%A0 "U-dualità")[Fisica](/wiki/Fisica "Fisica")[Glossario fisico](/wiki/Glossario_fisico "Glossario fisico")

[Calendario degli eventi](/wiki/Progetto:Fisica/Calendario "Progetto:Fisica/Calendario")

La **teoria delle superstringhe** è la formulazione della [teoria delle stringhe](/wiki/Teoria_delle_stringhe "Teoria delle stringhe") che, sulla base di una [supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria"), è in grado di descrivere i [bosoni](/wiki/Bosone_(fisica) "Bosone (fisica)") e i [fermioni](/wiki/Fermione "Fermione") ed è perciò una generalizzazione della [teoria di stringa bosonica](/wiki/Teoria_di_stringa_bosonica "Teoria di stringa bosonica"). Sono state sviluppate cinque diverse teorie di superstringa, che sono tutte incorporate nella [teoria M](/wiki/Teoria_M "Teoria M"), un'ipotetica [teoria del tutto](/wiki/Teoria_del_tutto "Teoria del tutto").

Con "teoria delle stringhe" ci si riferisce attualmente nel linguaggio corrente a tale versione supersimmetrica.

## Indice

- [1Introduzione](#Introduzione)
- [2Numero delle dimensioni](#Numero_delle_dimensioni)
- [3Numero delle teorie delle superstringhe](#Numero_delle_teorie_delle_superstringhe)
- [4Note](#Note)
- [5Voci correlate](#Voci_correlate)
- [6Collegamenti esterni](#Collegamenti_esterni)

## Introduzione

\[ [modifica](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&veaction=edit&section=1 "Modifica la sezione Introduzione") \| [modifica wikitesto](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&action=edit&section=1 "Edit section's source code: Introduzione")\]

La teoria delle superstringhe ha una spiegazione teorica per vari fenomeni, tra cui:

- l'esistenza dei [gravitoni](/wiki/Gravitone "Gravitone")
- il perché della presenza delle tre famiglie di particelle
- perché ogni famiglia di particelle abbia certe proprietà e non altre:
- [spin](/wiki/Spin "Spin")
- [carica](/wiki/Carica_(fisica) "Carica (fisica)")
- [massa](/wiki/Massa_(fisica) "Massa (fisica)")

È considerata da alcuni autori una delle più promettenti teorie della [gravità quantistica](/wiki/Gravit%C3%A0_quantistica "Gravità quantistica"). Il termine di teoria delle superstringhe è in realtà una contrazione del termine più corretto di "teoria supersimmetrica delle stringhe" perché diversamente dalla teoria [bosonica](/wiki/Bosone_(fisica) "Bosone (fisica)") delle stringhe, è la versione della [teoria delle stringhe](/wiki/Teoria_delle_stringhe "Teoria delle stringhe") che include i [fermioni](/wiki/Fermione "Fermione") e la [supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria"). Non ci sono fino a questo momento predizioni quantitative sperimentali che possano essere verificate (o falsificate).[\[1\]](#cite_note-1)[\[2\]](#cite_note-newyorker-2)

Al momento il problema più importante della [fisica teorica](/wiki/Fisica_teorica "Fisica teorica") consiste nell'armonizzare la [relatività generale](/wiki/Relativit%C3%A0_generale "Relatività generale"), che descrive la [gravità](/wiki/Gravit%C3%A0 "Gravità") e viene applicata al macrocosmo (stelle, galassie, ammassi), con la [meccanica quantistica](/wiki/Meccanica_quantistica "Meccanica quantistica") che descrive le altre tre [forze fondamentali](/wiki/Interazioni_fondamentali "Interazioni fondamentali") che descrivono il microcosmo ( [elettroni](/wiki/Elettrone "Elettrone"), [fotoni](/wiki/Fotone "Fotone"), [quark](/wiki/Quark_(particella) "Quark (particella)")).

Lo sviluppo di una [teoria quantistica dei campi](/wiki/Teoria_quantistica_dei_campi "Teoria quantistica dei campi") riguardanti una _forza_ fornisce invariabilmente probabilità infinite (e quindi prive di utilità). I fisici teorici hanno sviluppato una tecnica [matematica](/wiki/Matematica "Matematica"), detta [rinormalizzazione](/wiki/Rinormalizzazione "Rinormalizzazione"), che elimina gli infiniti dell' [elettromagnetismo](/wiki/Elettromagnetismo "Elettromagnetismo"), nella [interazione nucleare forte](/wiki/Interazione_forte "Interazione forte") e nell' [interazione nucleare debole](/wiki/Interazione_debole "Interazione debole"), ma non quelli della gravità (senza introdurre un numero infinito di termini alla definizione [Lagrangiana](/wiki/Lagrangiana "Lagrangiana") della teoria, rischiando la [località](/wiki/Principio_di_localit%C3%A0 "Principio di località"), o altrimenti un numero finito di termini che non rispettano l' [invarianza di Lorentz](/wiki/Principio_di_invarianza_di_Lorentz "Principio di invarianza di Lorentz")). Quindi lo sviluppo di una [teoria quantistica della gravità](/wiki/Gravit%C3%A0_quantistica "Gravità quantistica") deve essere espressa in maniera differente rispetto alle teorie che riguardano le altre forze della natura.

L'idea alla base della teoria è che i costituenti fondamentali della realtà siano "stringhe" o "corde" di lunghezza pari a quella di Planck (1,616×10−35 m) che vibrano a frequenze diverse. Il [gravitone](/wiki/Gravitone "Gravitone"), la particella proposta quale mediatrice della gravità, per esempio, è descritta dalla teoria come una stringa che vibra con ampiezza d'onda uguale a _zero_. Questa particella nasce dalle oscillazioni nello spazio di una stringa chiusa; l'elisione di componenti energetiche sui vari piani di vibrazione rende possibile sia l'esistenza di particelle con massa nulla (ad esempio fotoni), sia di particelle dotate di massa non nulla ed in cui alcune componenti energetiche non si elidono.

Un'altra condizione prevista dalla teoria è che non vi siano differenze misurabilmente riscontrabili tra stringhe che si "accartocciano" intorno a dimensioni più piccole di loro stesse e quelle che si muovono lungo dimensioni più grandi (cioè, gli effetti in una dimensione di grandezza R sono uguali a quelli in una dimensione di grandezza 1/R). Le singolarità sono evitate in virtù del fatto che le conseguenze che si potrebbero osservare in un _[Big Crunch](/wiki/Big_Crunch "Big Crunch")_ non raggiungono mai lo zero. Infatti, se l'universo dovesse iniziare un processo di _Big Crunch_, la teoria delle stringhe ci dice che non potrebbe mai diventare più piccolo delle dimensioni di una stringa e che a quel punto dovrebbe iniziare ad espandersi.

## Numero delle dimensioni

\[ [modifica](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&veaction=edit&section=2 "Modifica la sezione Numero delle dimensioni") \| [modifica wikitesto](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&action=edit&section=2 "Edit section's source code: Numero delle dimensioni")\]

Il nostro spazio fisico possiede solo 4 dimensioni apprezzabili alla nostra scala di grandezza e di ciò bisogna tenere conto in qualsiasi teoria [fisica](/wiki/Fisica "Fisica"); tuttavia, nulla vieta che una teoria affermi che vi siano dimensioni spaziali aggiuntive. Nel caso della [teoria delle stringhe](/wiki/Teoria_delle_stringhe "Teoria delle stringhe"), vi sono evidenze secondo cui lo [spazio-tempo](/wiki/Spaziotempo "Spaziotempo") richiede 10, 11 o addirittura 26 dimensioni. Il conflitto tra i dati osservati e la proposta teorica è risolto postulando che le dimensioni aggiuntive siano "arrotolate su se stesse" o meglio [compattificate](/wiki/Dimensione_compattata "Dimensione compattata"). Il modello a 6 dimensioni di [Calabi-Yau](/wiki/Spazio_di_Calabi-Yau "Spazio di Calabi-Yau") può giustificare le dimensioni addizionali richieste dalla teoria delle superstringhe.

È difficile "visualizzare" queste dimensioni perché possiamo muoverci soltanto in uno spazio a tre dimensioni. Un metodo per superare questo limite è quello di non tentare di visualizzarle, bensì di pensarle come numeri addizionali nelle equazioni che descrivono il mondo. Ciò apre la questione se questi "numeri extra" possano essere osservati direttamente mediante esperimenti. Questo, a sua volta, pone la questione se i modelli che derivano da questi calcoli astratti possano essere considerati " [scientifici](/wiki/Metodo_scientifico "Metodo scientifico")", visto che finora non è stato possibile dimostrarli con esperimenti: con la fisica conosciuta gli apparati sperimentali dovrebbero essere grandi più o meno quanto la nostra galassia.

La teoria delle superstinghe non è la prima teoria a più dimensioni proposta ( _vedi la [teoria di Kaluza-Klein](/wiki/Teoria_di_Kaluza-Klein "Teoria di Kaluza-Klein")_). La moderna teoria delle stringhe si basa sulla matematica delle pieghe, dei nodi e della topologia sviluppatasi dopo Kaluza e Klein e che ha permesso negli ultimi tempi che le teorie fisiche fondate su dimensioni extra fossero molto più credibili di quanto non lo fossero ai tempi di Kaluza e Klein.

## Numero delle teorie delle superstringhe

\[ [modifica](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&veaction=edit&section=3 "Modifica la sezione Numero delle teorie delle superstringhe") \| [modifica wikitesto](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&action=edit&section=3 "Edit section's source code: Numero delle teorie delle superstringhe")\]

Uno dei problemi con cui si dovevano confrontare i fisici favorevoli a questa teoria era l'esistenza di 5 differenti teorie delle superstringhe. Una soluzione a questo problema sembrò derivare dalla cosiddetta " _seconda rivoluzione delle superstringhe_" avvenuta negli [anni novanta](/wiki/Anni_1990 "Anni 1990"), la quale proponeva che le 5 teorie possano in realtà essere interpretate come 5 diversi aspetti di una teoria ancora più basilare: la [M-teoria](/wiki/M-teoria "M-teoria"). Questa soluzione è però ancora allo stadio di [congettura](/wiki/Congettura "Congettura").[\[3\]](#cite_note-3)

Tipo
Dimensioni
Dettagli
[Bosonica](/wiki/Teoria_di_stringa_bosonica "Teoria di stringa bosonica")26
Solo [bosoni](/wiki/Bosone_(fisica) "Bosone (fisica)"), nessun [fermione](/wiki/Fermione "Fermione"), quindi solo forze, niente materia, sia stringhe chiuse che aperte; incongruenza maggiore: una [particella](/wiki/Fisica_delle_particelle "Fisica delle particelle") con [massa](/wiki/Massa_(fisica) "Massa (fisica)") [immaginaria](/wiki/Numero_immaginario "Numero immaginario"), chiamata [tachione](/wiki/Tachione "Tachione")[I](/wiki/Teoria_di_stringa_tipo_I "Teoria di stringa tipo I")10
[Supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria") tra [forze](/wiki/Forza "Forza") e [materia](/wiki/Materia_(fisica) "Materia (fisica)"), con stringhe sia aperte che chiuse, nessun [tachione](/wiki/Tachione "Tachione"), gruppo di simmetria [SO(32)](/wiki/Teorie_di_stringa_eterotica "Teorie di stringa eterotica")[IIA](/wiki/Teoria_di_stringa_tipo_II "Teoria di stringa tipo II")10
[Supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria") tra [forze](/wiki/Forza "Forza") e [materia](/wiki/Materia_(fisica) "Materia (fisica)"), solo stringhe chiuse, nessun [tachione](/wiki/Tachione "Tachione"), [fermioni](/wiki/Fermione "Fermione") privi di massa con [spin](/wiki/Spin "Spin") in entrambe le direzioni (non-chirali)
[IIB](/wiki/Teorie_di_stringa_tipo_II "Teorie di stringa tipo II")10
[Supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria") tra [forze](/wiki/Forza "Forza") e [materia](/wiki/Materia_(fisica) "Materia (fisica)"), solo stringhe chiuse, nessun [tachione](/wiki/Tachione "Tachione"), [fermioni](/wiki/Fermione "Fermione") privi di massa con [spin](/wiki/Spin "Spin") in un'unica direzione (chirali)
[HO](/wiki/Teorie_di_stringa_eterotica "Teorie di stringa eterotica")10
[Supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria") tra [forze](/wiki/Forza "Forza") e [materia](/wiki/Materia_(fisica) "Materia (fisica)"), solo stringhe chiuse, eterotiche, cioè le stringhe che si muovono verso destra differiscono da quelle che si muovono a sinistra, nessun [tachione](/wiki/Tachione "Tachione"), gruppo di simmetria [SO(32)](/wiki/Teorie_di_stringa_eterotica "Teorie di stringa eterotica")[HE](/wiki/Teorie_di_stringa_eterotica "Teorie di stringa eterotica")10
[Supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria") tra [forze](/wiki/Forza "Forza") e [materia](/wiki/Materia_(fisica) "Materia (fisica)"), solo stringhe chiuse, eterotiche, cioè le stringhe che si muovono verso destra differiscono da quelle che si muovono a sinistra, nessun [tachione](/wiki/Tachione "Tachione"), gruppo di simmetria [_E_ 8× _E_ 8](/wiki/Teorie_di_stringa_eterotica "Teorie di stringa eterotica")

Le caratteristiche principali delle cinque teorie compatibili delle superstringhe sono:

- La teoria delle stringhe di Tipo I ha una [supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria") in senso deca-dimensionale (16 [supercariche](/wiki/Supercarica "Supercarica")). Questa teoria peculiare si basa su stringhe non orientate aperte e chiuse, mentre le altre sono basate su stringhe orientate chiuse.
- Le teorie delle stringhe di Tipo II hanno due supersimmetrie in senso deca-dimensionale (32 supercariche). Vi sono due tipi di stringhe tipo II, chiamate tipo IIA e tipo IIB, che differiscono tra di loro per il fatto che la teoria IIA è di tipo non-chirale (parità conservate) mentre la IIB è di tipo chirale (parità violata).
- Le teorie delle stringhe eterotiche sono basate su un ibrido particolare di una superstringa di tipo I e una stringa bosonica. Vi sono due tipi di stringhe eterotiche che differiscono riguardo al [gruppo di gauge](/wiki/Gruppo_di_gauge "Gruppo di gauge") deca-dimensionale: la stringa eterotica _E_ 8× _E_ 8 e la stringa eterotica SO(32). Il nome di stringa eterotica SO(32) è lievemente impreciso riguardo ai [gruppi di Lie](/wiki/Gruppo_di_Lie "Gruppo di Lie") SO(32) perché la teoria dà origine ad un quoziente Spin(32)/Z2 che non è equivalente a SO(32).

Le [teorie di gauge chirali](/w/index.php?title=Teoria_di_gauge_chirale&action=edit&redlink=1 "Teoria di gauge chirale (la pagina non esiste)") possono essere inconsistenti a causa di anomalie che compaiono quando alcuni [diagrammi di Feynman](/wiki/Diagramma_di_Feynman "Diagramma di Feynman") a un loop determinano una rottura della [simmetria di gauge](/wiki/Simmetria_di_gauge "Simmetria di gauge") nei loro [effetti quantistici](/wiki/Meccanica_quantistica "Meccanica quantistica").

## Note

\[ [modifica](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&veaction=edit&section=4 "Modifica la sezione Note") \| [modifica wikitesto](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&action=edit&section=4 "Edit section's source code: Note")\]

1. [**^**](#cite_ref-1)["NOVA - The elegant Universe"](http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/view-glashow.html)
2. [**^**](#cite_ref-newyorker_2-0) [Jim Holt, "Unstrung", _The New Yorker_, October 2, 2006](https://www.newyorker.com/archive/2006/10/02/061002crat_atlarge)
3. [**^**](#cite_ref-3) Polchinski, Joseph. _String Theory: Volume II_. Cambridge University Press, p. 198.

## Voci correlate

\[ [modifica](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&veaction=edit&section=5 "Modifica la sezione Voci correlate") \| [modifica wikitesto](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&action=edit&section=5 "Edit section's source code: Voci correlate")\]

- [Brane](/wiki/D-brane "D-brane")
- [M-teoria](/wiki/M-teoria "M-teoria")
- [Proiezione GSO](/wiki/Proiezione_GSO "Proiezione GSO")
- [Stringa (fisica)](/wiki/Stringa_(fisica) "Stringa (fisica)")
- [S-dualità](/wiki/S-dualit%C3%A0 "S-dualità")
- [Supersimmetria](/wiki/Supersimmetria "Supersimmetria")
- [T-dualità](/wiki/T-dualit%C3%A0 "T-dualità")
- [Teoria delle stringhe](/wiki/Teoria_delle_stringhe "Teoria delle stringhe")
- [Burt Ovrut](/wiki/Burt_Ovrut "Burt Ovrut")

## Collegamenti esterni

\[ [modifica](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&veaction=edit&section=6 "Modifica la sezione Collegamenti esterni") \| [modifica wikitesto](/w/index.php?title=Teoria_delle_superstringhe&action=edit&section=6 "Edit section's source code: Collegamenti esterni")\]

- [superstringa](https://www.treccani.it/enciclopedia/superstringa_(Dizionario-delle-Scienze-Fisiche)/), in Dizionario delle scienze fisiche, [Istituto dell'Enciclopedia Italiana](/wiki/Istituto_dell%27Enciclopedia_Italiana "Istituto dell'Enciclopedia Italiana"), 1996.[![Modifica su Wikidata](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/73/Blue_pencil.svg/10px-Blue_pencil.svg.png)](https://www.wikidata.org/wiki/Q1437042#P10017 "Modifica su Wikidata")

[Controllo di autorità](/wiki/Aiuto:Controllo_di_autorit%C3%A0 "Aiuto:Controllo di autorità")[Thesaurus BNCF](/wiki/Nuovo_soggettario "Nuovo soggettario") [4965](https://thes.bncf.firenze.sbn.it/termine.php?id=4965) · [LCCN](/wiki/Library_of_Congress_Control_Number "Library of Congress Control Number")(EN) [sh85130664](http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85130664) · [GND](/wiki/Gemeinsame_Normdatei "Gemeinsame Normdatei")(DE) [4224277-0](https://d-nb.info/gnd/4224277-0) · [BNE](/wiki/Biblioteca_nazionale_di_Spagna "Biblioteca nazionale di Spagna")(ES) [XX528873](http://catalogo.bne.es/uhtbin/authoritybrowse.cgi?action=display&authority_id=XX528873) [(data)](http://datos.bne.es/resource/XX528873) · [BNF](/wiki/Biblioteca_nazionale_di_Francia "Biblioteca nazionale di Francia")(FR) [cb122594541](https://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb122594541) [(data)](https://data.bnf.fr/ark:/12148/cb122594541) · [J9U](/wiki/Biblioteca_nazionale_di_Israele "Biblioteca nazionale di Israele")(EN, HE) [987007551029305171](http://olduli.nli.org.il/F/?func=find-b&local_base=NLX10&find_code=UID&request=987007551029305171) · [NDL](/wiki/Biblioteca_della_Dieta_nazionale_del_Giappone "Biblioteca della Dieta nazionale del Giappone")(EN, JA) [00576901](https://id.ndl.go.jp/auth/ndlna/00576901)

[![ ](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/55/Nuvola_apps_katomic.svg/25px-Nuvola_apps_katomic.svg.png)](/wiki/File:Nuvola_apps_katomic.svg "Fisica")**[Portale Fisica](/wiki/Portale:Fisica "Portale:Fisica")**: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di fisica

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