M-theorie, of de tweede snaarrevolutie
"Een dipje," zo noemt de Amsterdamse natuurkundige Robbert Dijkgraaf het. Begin jaren negentig zaten de snaartheoreten met hun handen in het haar. Want werken aan een alomvattende theorie is leuk, maar wat moet je als er vijf varianten van zo’n theorie blijken te bestaan? Eén alomvattende theorie is immers meer dan genoeg.
In 1995 kwam de verlossing. Tijdens een drie uur durende lezing liet de Amerikaanse snaartheoreet Edward Witten zien dat de vijf verschillende snaartheorieën allemaal uit een en dezelfde overkoepelende theorie voortkwamen. En hij beschreef de snaartheoreten als blinde mannen - en een enkele vrouw - die elk een stukje van een olifant hadden bestudeerd, de slurf, de staart of een oor, zonder zich te realiseren dat ze allemaal met hetzelfde dier te maken hadden.
De nieuwe theorie noemde Witten M-theorie. "Die M staat voor mysterie, moeder, membraan of matrix," verduidelijkt Dijkgraaf. "Persoonlijk geef ik de voorkeur aan de M van mysterie." Want geheimzinnig is M-theorie zeker. Zo weet niemand waar M-theorie eigenlijk over gaat. "Het is in ieder geval géén theorie van snaren," zegt Dijkgraaf. In plaats van trillende eendimensionale snaartjes beschrijft M-theorie veel uitgebreidere objecten die de natuurkundigen ‘branen’ zijn gaan noemen. Twee-dimensionale vellen die membranen of twee-branen genoemd worden, maar ook drie-branen - driedimensionale structuren - en branen van nog hogere dimensie worden door de nieuwe theorie beschreven. En al die branen leven in een elf-dimensionale wereld; de tien dimensies van de snaartheorie zijn voor M-theorie niet genoeg.
Hoe de nieuwe theorie eruit ziet, is nog verre van duidelijk. Dijkgraaf: "We zijn er allemaal van overtuigd dat M-theorie bestaat. Er zijn zoveel aanwijzingen, er móet wel iets zitten. Maar het bouwwerk staat nog niet overeind. Het is alsof je een huis aan het bouwen bent. De fundamenten liggen er, en we geloven wel dat het stevig genoeg is. Maar de bakstenen zijn er nog niet, nee."
Dijkgraaf heeft de laatste jaren gewerkt aan een preciezere formulering van M-theorie. Zijn geesteskind heet matrix-theorie en hij is er best trots op. Maar helemaal tevreden is Dijkgraaf niet: de dimensies gedragen zich niet zo netjes als hij zou willen. "We hebben maar één van de elf dimensies op weten te rollen. Dat betekent dat we er nog zes kwijt moeten zien te raken, want we leven overduidelijk in een vierdimensionale wereld."
(bron noorderlicht.vpro.nl)
