Teoria M

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In fisica la teoria M (M-theory) è una teoria che unifica tutte le teorie delle superstringhe coerenti. Edward Witten fu il primo a ipotizzare una teoria del genere a un congresso di teoria delle stringhe presso l'Università della California del Sud nel 1995. L'annuncio di Witten diede il via a un grande fermento nella ricerca, passato alla storia come la seconda rivoluzione delle superstringhe. Prima di questo annuncio, i teorici avevano identificato cinque versioni della teoria delle superstringhe. Sebbene queste teorie apparissero, a prima vista, molto diverse tra loro, grazie al lavoro di molti fisici si poté mostrare che erano in realtà correlate in modi complicati e non-banali. I fisici trovarono che queste teorie potevano essere unificate tramite trasformazioni matematiche dette S-dualità e T-dualità. La congettura di Witten si basava in parte sull'esistenza di queste dualità e in parte sulla relazione tra la teoria delle stringhe e una teoria di campo detta supergravità a 11 dimensioni.

Nonostante una formulazione completa di questa teoria non sia nota, ci si aspetta che tale formulazione descriva oggetti con due e cinque dimensioni chiamati brane e che a basse energie sia equivalente alla supergravità 11-dimensionale. I tentativi moderni di formulare la teoria M sono tipicamente basati sulla cosiddetta "teoria delle matrici" o sulla corrispondenza AdS/CFT.

Molti studi sulla struttura matematica della teoria hanno portato a importanti risultati teorici sia in fisica sia in matematica. Si specula che la teoria M possa fornire la struttura teorica alla base di una teoria del tutto, che descriva in maniera unificata tutte le interazioni fondamentali della natura. I tentativi di collegare la teoria M agli esperimenti in modo tale da verificare la sua affidabilità si concentrano sul compattificare le dimensioni extra per costruire modelli applicabili al mondo quadridimensionale. Tuttavia, negli esperimenti di fisica ad alte energie non sono mai stati osservati fenomeni da imputare inequivocabilmente ai modelli della teoria M.