تضمنت نظرية الأوتار الأصلية، والتي نتجت من أبحاث فينزيانو في أواخر الستينيات من القرن العشرين كل التناظرات التي نوقشت في هذا الفصل، غير أنها لم تتضمن التناظر الفائق الذي لم يكن قد تم اكتشافه بعد). كان يطلق على النظرية الأولى التي قامت على مفهوم الأوتار، اسم أكثر دقة . نظرية الأوتار هو البوزونية      (Bosonic String Theory). وتدل كلمة بوزونية على أن كل الأنساق الاهتزازية للوتر البوزوني لها حركة مغزلية ذات رقم صحيح - ولا توجد أنساق فيرميونية (Fermionic Patterns)، أي لا توجد أنساق ذات حركة مغزلية يختلف رقمها بمقدار 2/1 عن عدد صحيح. ويؤدي هذا إلى مشكلتين.

الأولى، إذا كان لنظرية الأوتار أن تصف كل القوى وكل المادة، فإنها لا بد وبشكل ما من أن تتضمن أنساقاً اهتزازية فيرمونية، حيث أن كل جسيمات المادة المعروفة لها حركة مغزلية قيمتها 2/1 ،الثانية والأكثر مدعاة للحيرة، هو التحقق من وجود نسق واحد للاهتزاز في نظرية الأوتار البوزونية له كتلة سالبة وبدقة أكثر مربع الكتلة سالب ويسمى تاكيون (Tachyon). وقبل ظهور نظرية الأوتار، درس الفيزيائيون احتمال أن يحتوي عالمنا على جسيمات تاكيون بالإضافة إلى الجسيمات المألوفة التي لها جميعاً كتلة موجبة، غير أن مجهوداتهم قد أظهرت أنه من الصعب إن لم يكن مستحيلاً لنظرية مثل تلك أن تكون منطقية. وبالمثل، ففي إطار نظرية الأوتار البوزونية قام الفيزيائيون بتجربة كل أنواع الحركات العجيبة ليجعلوا من التنبؤ اللامعقول حول أنساق اهتزاز التاكيون أمراً معقولاً، لكنهم لم يتوصلوا لأية نتيجة. وقد أكدت هذه السمات بشكل متزايد أنه على الرغم من أن النظرية كانت جذابة إلا أن الأوتار البوزونية كانت تفتقد شيئاً أساسياً.

في العام 1971، قبل بيير ،راموند، من جامعة فلوريدا، التحدي لتنقيح نظرية الأوتار البوزونية حتى تحتوي أنساق الاهتزاز الفيرميونية، ومن خلال أبحاثه والنتائج التي تلت ذلك لشوارتز وأندريه نوفو بدأت في الظهور صورة جديدة لنظرية الأوتار ولدهشة الكثيرين، فإن أنساق الاهتزاز البوزونية والفيرميونية في هذه النظرية الجديدة يبدو أنها تجيء في أزواج فلكل نسق بوزوني هناك نسق فيرميوني والعكس صحيح وبحلول عام 1977، وضعت بصيرة العلماء فيرديناندو غليونسي من جامعة تورينو وشيرك ودافيد أوليف من المعهد الإمبرطوري هذا الترافق على الطريق الصحيح تضمنت النظرية الجديدة للأوتارالتناظر الفائق والازدواج الملحوظ بين الأنساق الاهتزازية البوزونية والفيرميونية الذي عكس هذه الخاصية عالية التناظر وهكذا ولدت نظرية الأوتار فائقة التناظر أي نظرية الأوتار الفائقة والأكثر من ذلك، فإن أبحاث غليوتسي وشيرك وأوليف قد جاءت بنتيجة أخرى محورية فقد بينوا أن اهتزازات التاكيون المزعجة للأوتار البوزونية لا تضر بالأوتار الفائقة. وشيئاً فشيئاً بدأت تتجمع قطع أحجية الأوتار كل في مكانه. غير أن التأثير الأولي الأكبر لأبحاث راموند وكذلك نوفو وشوارتز لم يكن في الواقع في مجال نظرية الأوتار. وبحلول عام 1983 تيقن الفيزيائيان جوليوس ويس وبرونو زومينو أن التناظر الفائق - التناظر الجديد الناتج من إعادة صياغة نظرية الأوتار - يمكن تطبيقه حتى على النظريات القائمة على الجسيمات النقاط. وسرعان ما قاما بخطوات هامة تجاه تضمين مفهوم التناظر الفائق في إطار نظرية المجال الكمي للجسيمات النقاط. ومنذ ذلك الوقت أصبحت نظرية المجال الكمي الموضوع السائد في التيار الرئيسي لمجتمع علماء فيزياء الجسيمات – مع تزايد وجود نظرية الأوتار كموضوع علمي جانبي - وقد أثارت وجهات نظر ويس وزومينو كما هائلاً . من الأبحاث التي تلت ذلك حول ما أصبح يسمى "نظرية المجال الكمي فائق التناظر (Supersymmetric Quantum Field Theory) . وأصبح النموذج القياسي فائق التناظر الذي ناقشناه في المقطع السابق واحداً من الإنجازات النظرية المرموقة في هذا السياق. ونحن نرى الآن، من خلال منعطفات التاريخ، أن نظرية الجسيمات النقاط تلك تدين بالكثير لنظرية الأوتار.

ومع إعادة بعث نظرية الأوتار الفائقة في منتصف ثمانينيات القرن العشرين، عاد للظهور التناظر الفائق في الهيئة التي ظهر بها في الأصل. وفي هذا الإطار، فإن التناظر الفائق يتخطى بمراحل ما كنا قد عرضناه في الجزء السابق، والوسيلة الوحيدة المعروفة لدمج النسبية العامة وميكانيكا الكم هي نظرية الأوتار. غير أن الصورة فائقة التناظر لنظرية الأوتار هي الوحيدة التي تتجنب مشكلة التاكيون غير المريحة وهي التي لها أنساق اهتزاز فيرميونية مسؤولة عن جسيمات المادة التي تكون العالم من حولنا، ولذلك فإن التناظر الفائق يتفق تماماً مع فرض نظرية الأوتار النظرية كمية للجاذبية، كما يتفق بنفس الدرجة مع زعمها العظيم من أنها توحد كل القوى وكل المادة. فإذا كانت نظرية الأوتار صحيحة، فإن الفيزيائيين يتوقعون أن التناظر الفائق صحيح أيضاً.

 وعلى كل وحتى منتصف تسعينيات القرن العشرين، كان هناك أمر واحد مزعج لنظرية الأوتار فائقة التناظر بشكل خاص.

مواضيع ذات صلة

بعض الاحتمالات الأبعد؟ آفاق نظرية الأوتار: بين فيزياء الجسيمات والفلك الكوني

الجسيمات جزئية الشحنة

الجسيمات الفائقة

كيف سندرس الجسيمات الاولية الآن وهي لم تعد حرة

ماذا عن طبيعة الكون الذي نعيش فيه؟

ما هي فيزياء الجسيمات؟

Normal modes

Waves in three dimensions

Probability amplitudes for particles

The random walk

Nuclei and particles

الزخات الهوائية Air Showers