Snaren en zwarte gaten. Credit: interactions.org
Het nieuws is een tikkeltje langs mij heen gegaan, maar ik vermoed dat op 2 juli jongstleden behoorlijk geschiedenis is geschreven met de publicatie van het artikel “
String Theory, Quantum Phase Transitions, and the Emergent Fermi Liquid” in het online vakblad Science Express. In dat artikel, geschreven door het trio Jan Zaanen, Mihailo Cubrovic en Koenraad Schalm , wordt namelijk voor het eerst een voorheen onbegrepen natuurkundig fenomeen verklaard met behulp van de snaartheorie. En zo’n opsteker kan deze laatste best wel gebruiken, want de snaartheorie ligt de laatste jaren sterk onder vuur. De snaartheorie, waarvan de oervorm al eind jaren zestig door Gabriele Veneziano werd bedacht, is tot nu toe een speeltje van theoretici en grote beloftes werden niet waargemaakt. De toepassing van de snaartheorie die het Leidse drietal deed heeft te maken met supergeleiding. Bij supergeleiding, ooit ontdekt door Heike Kamerlingh Onnes (óók) in Leiden, kunnen elektronen zonder enige weerstand door een materiaal zoeven. In eerste instantie leek dat alleen bij hele lage temperaturen dichtbij het absolute nulpunt te kunnen, maar er duiken steeds meer voorbeelden op waarbij het ook bij hogere temperaturen gebeurt. Tot nu toe is het echter niemand gelukt om die hogetemperatuur-supergeleiding, zeventig punten bij Scrabble, te verklaren. Bij die supergeleiding is er sprake van een kwantum-kritische toestand van electronen, waarbij de electronen een soort kwantumsoepje vormen. Met behulp van een stukje wiskunde uit de snaartheorie dat de
AdS/CFT correspondentie genoemd wordt is dat kwantumsoepje van electronen eindelijk beschreven. Daarbij kwam ook nog een zwart gat om de hoek kijken: door de correspondentie los te laten op de situatie waarbij een zwart gat vibreert als een elektron erin valt, vonden Zaanen, Cubrovic en Schalm de beschrijving van elektronen die in en uit een kwantum-kritische toestand bewegen. En aldus heeft dit drietal voor het eerst laten zien dat de snaartheorie geen fenomeen is dat louter binnen de vier muren van de studeerkamer voorkomt, maar dat reëel fysische problemen ermee kunnen worden opgelost. Het feit dat
Science heeft gekozen voor een versnelde publicatie van hun ontdekking is een bevestiging van het belang van deze ontdekking. 🙂 Bron:
Universiteit van Leiden.
