Calabiho-Yauova varieta. Tyto prostůrky o šesti rozměrech jsou v teorii strun stočené v každém bodě tří velkých rozměrů. Vítejte v říši kmitajících strun, jejichž tanec ve vícerozměrném prostoru určuje vlastnosti všech pozorovatelných částic a sil vesmíru... (vizualiace: Jeff Bryant v systému Mathematica)

Český strunový teoretik Martin Schnabl bude příští týden veřejnosti přednášet na půdě Akademie věd. Chcete-li se něco dozvědět o teorii superstrun a jestliže to do Fyzikálního ústavu v Praze 8 nemáte daleko, neváhejte a navštivte seminář, na kterém vás vzrušující říší moderní fyziky provede špičkový vědec pátrající po největších tajemstvích našeho, ale vlastně i jiných světů.

Je ale trošku škoda, že tisková zpráva Akademie věd České republiky k této události říká tak málo — pár řádků, na nichž se ještě vyskytuje spojení jako „sjednocení kvantových kalibračních teorií s obecnou teorií relativity“, jež asi moc novinářů, natož laickou veřejnost, nepřiláká.

Fyzikální ústav Akademie věd Vás zve na
ÚSTAVNÍ SEMINÁŘ

ve středu dne 11. listopadu 2009 v 15:00 hod.
v přednáškovém sále Fyzikálního ústavu AV ČR, Na Slovance 2, Praha 8

Martin Schnabl „Letmý pohled na teorii strun“

Teorie strun je doposud jediná fyzikální teorie, která sjednocuje kvantové kalibrační teorie pole s obecnou teorií relativity. V přednášce budou vysvětleny základní principy, na kterých tato teorie stojí, přístupnou formou nastíněny současné směry v oboru a také zmíníme problémy, které je ještě nutno překonat.

Teorie superstrun, zkráceně také teorie strun, je v současnosti jediným životaschopným a plodným přístupem ke spojení dvou základních nosníků moderní teoretické fyziky — kvantové mechaniky a Einsteinovy obecné teorie relativity. Zatímco první jmenovaná má moc vysvětlit chování a děje mikrosvěta — nejzákladnějších cihliček hmoty a sil, kterými se řídí —, obecná teorie relativity velí světu „velkého“; v její řeči umíme popsat  svět na těch největších vzdálenostech a vesmír jako celek. Ačkoli obě teorie fungují ve svých oblastech naprosto skvěle, spolu jim to skřípe — popsat gravitaci (obecná teorie relativity je vlastně teorií gravitace) v jazyce kvantové mechaniky (kvantové teorie pole), je úkon natolik obtížný, že tzv. kvantovou teorii gravitace fyzici celá desetiletí nemohli smysluplně vybudovat ani rámcově. Každá z obou teorií si pečlivě střeží své hájemství a sousedku z jiného patra do něj nechce vpustit.

Jediným teoretickým rámcem, v němž si obecná teorie relativity rozumí s kvantovou teorií, je právě teorie superstrun (a její majestátnější podoba ztělesněná M-teorií). Když budeme hodně struční, teorie malého a velkého do sebe začnou zapadat tehdy, když z bezrozměrných — bodových — částic hmoty a sil uděláme jednorozměrné nitky, které necháme tančit na parketu z desíti — nebo jedenácti — dimenzí. Vibrující struny ve vícerozměrném prostoru, v němž jsou dodatečné rozměry stočeny do opravdu nepatrných velikostí a zvláštních tvarů, odstraní zhoubné bariéry, které dlouhou dobu bránily vývoji teorie schopné popsat všechny částice hmoty, všechny síly a strukturu vesmíru jasným a společným jazykem. Taková teorie je zapotřebí hlavně proto, abychom mohli zodpovědět řadu otázek, otázek týkajících se podstaty hmoty a prostoru, počátku našeho vesmíru nebo třeba tajuplných dějů v útrobách černých děr. V teorii strun je elementárním prvkem struna (v M-teorii brána, přičemž struna je jednorozměrnou bránou, jednobránou), neexistuje nic jako elektronová struna nebo kvarková struna — to, o jakou částici jde, určuje tanec struny. Struna tančící jedním způsobem bude elektron, struna zmítající se v jiném rytmu je zase kvark atd.

Martin Schnabl je jedním z našich nejúspěšnějších mladých teoretických fyziků pracujících v oboru teorie superstrun. Čtenáři spíše znají na více frontách aktivního Luboše Motla (Wikipedia: česky, anglicky), který léta působil na Harvardu a stál u zrodu maticové teorie strun (viz také jeho blog), a odborníci bezesporu znají řadu důležitých prací, které společně s Edem Wittenem ukuchtil Petr Hořava (Kalifornská univerzita v Berkeley). A zapomenout bychom určitě neměli ani na Michala Fabingera, toho času na Harvardu, jenž napsal několik vědeckých prací se slavnou Evou Silversteinovou.

Martin Schnabl vystudoval teoretickou fyziku na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze, doktorát získal v italském Terstu, pracoval na MIT (Massachusettském technologickém institutu a také působil na Institutu pro pokročilá studia v Princetonu. V roce 2007 získal prestižní cenu EURYI udělovanou mladým a nadějným vědcům. Její součástí byl grant ve výši 755 tisíc eur, které mu byly poskytnuty na pět let vědecké práce. Rozhodl se proto vrátit do Prahy a na půdě Akademie věd založit vědeckou skupinu studující určité aspekty superstrunové teorie. Členy jeho týmu jsou Ted Erler a Joris Raeymaekers.