I migliori libri sulla teoria della stringhe

In questo articolo scopriremo quali sono i migliori libri sulla teoria della stringhe, un’affascinante teoria ancora in fase di sviluppo che si propone come un ponte tra la meccanica quantistica e la relatività generale.

In fisica teorica la teoria delle stringhe, dall’inglese ‘string theory’, ovvero “teoria delle corde” è una affascinante e famosa teoria basata sul principio secondo cui la materia, la radiazione e, sotto certe ipotesi, anche lo spazio e il tempo siano la manifestazione di entità fisiche fondamentali che, a seconda del numero di dimensioni in cui si sviluppano, sono chiamate stringhe o p-brane.

Tutte le particelle elementari secondo la teoria delle stringhe rappresentano modi vibrazionali di quest’ultime entità, così piccole dimensionalmente da risultare indistinguibili dalle particelle elementari. Queste cordicelle vibranti sarebbero i costituenti ultimi della materia e dalla loro vibrazione trarrebbe origine sia alla materia stessa sia l’energia. La Teoria delle Stringhe comporta anche l’esistenza di nuove dimensioni oltre alle tre dimensioni spaziali e a quella temporale.

L’esistenza delle stringhe non ha ancora trovato riscontro con la sperimentazione per cui la teoria delle stringhe resta una congettura teorica.

In questa nostra selezione dei migliori libri sulla teoria della stringhe abbiamo inserite i testi divulgativi che spiegano nella maniera più semplice possibile gli assunti e le conseguenze di queste strabiliante teoria e in fondo alcuni manuali destinati a chi possiede un solido background scientifico.

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L’universo elegante. Superstringhe, dimensioni nascoste e la ricerca della teoria ultima

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Oggi fisici e matematici lavorano a una delle più ambiziose teorie mai proposte: la teoria delle stringhe. Grazie a essa, lo scontro secolare tra le leggi del grande (la relatività generale) e le leggi del piccolo (la meccanica dei quanti) viene superato a vantaggio di una superiore unità, basata sull’affermazione che tutti gli eventi dell’universo nascono da un’unica entità: microscopici cicli di energia nascosti nel cuore della materia. Per questa capacità di unificare tutte le forze della natura, la teoria delle stringhe è stata definita “la teoria di ogni cosa”.

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Gravità, stringhe e particelle. Una escursione nell’ignoto

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È un libro che parla di fisica rivolgendosi a lettori che non hanno necessariamente una preparazione specifica in questo campo, ma sono comunque interessati a scoprire la novità, l’originalità e le possibili strane implicazioni di alcune sorprendenti idee utilizzate dalla fisica teorica moderna. Molte parti di questo libro sono dedicate all’introduzione e all’illustrazione di modelli e risultati teorici che sono potenzialmente di importanza cruciale per una comprensione più profonda della Natura, ma che sono ancora in attesa di una definitiva conferma (o smentita) sperimentale. Da questo punto di vista il libro potrebbe avere interesse anche per i fisici di professione, specializzati o no nel campo della fisica teorica e delle interazioni fondamentali. La focalizzazione sui tre temi elencati nel titolo è principalmente motivata dal fatto che solo uno studio congiunto e approfondito di questi tre temi sembra in grado di fornirci la chiave di quello che probabilmente rappresenta uno dei più grandi ed affascinanti misteri della scienza attuale: oltre al tempo e alle tre dimensioni dello spazio, esistono altre dimensioni nel nostro Universo? In caso affermativo, quante sono?

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The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design

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A foremost pioneer in theoretical physics and string theory urges readers and the scientific community to accept a broader concept of the universe as a gigantic cosmic landscape of virtually unlimited possibilities. Reprint.

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La forma dello spazio profondo. La teoria delle stringhe e la geometria delle dimensioni nascoste dell’universo

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Sembra impossibile che spazi più piccoli di quelli che si possono umanamente immaginare, spazi a sei dimensioni, un milione di milioni di milioni di volte più piccoli di un elettrone, siano in grado di esercitare un’influenza tanto profonda su ogni parte dell’Universo da diventarne un tratto distintivo e caratterizzante. Eppure è così. Per la teoria delle stringhe le dimensioni dell’Universo sono dieci: quattro sono le dimensioni spaziotemporali contemplate dalla teoria della relatività generale, le restanti sei (le cosiddette “dimensioni extra”) danno forma alle varietà di Calabi-Yau. Nel 1976 Shing-Tung Yau ha conquistato la Medaglia Fields, il premio Nobel dei matematici, per aver dimostrato l’esistenza di queste forme complesse che portano il suo nome, spazi invisibili la cui geometria può essere la chiave definitiva per comprendere i più importanti fenomeni fisici. “La forma dello spazio profondo” ripercorre le tappe del percorso scientifico che ha portato Yau alla formulazione di una teoria rivoluzionaria, con una nuova possibile immagine dell’Universo. Troppo bello per essere vero: così, spesso, gli scettici hanno liquidato le astrazioni della nuova geometria. L’ipotesi delle dimensioni extra, che riguarda fisica, matematica e geometria, suggerisce non solo che i nuovi spazi possano essere veri, ma che la realtà, ancora una volta, è più affascinante dell’immaginazione.

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Il paesaggio cosmico. Dalla teoria delle stringhe al megaverso

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Nelle leggi e nelle costanti di natura vi sono molte coincidenze che non si sanno ricondurre a principi generali: sono dati empirici. Secondo alcuni queste coincidenze sarebbero stabilite in modo da permettere la nostra esistenza. Tale idea, detta Principio antropico, è invisa alla maggioranza dei fisici, che tuttavia sono ora obbligati a riconsiderare le proprie posizioni. A dare spazio al ragionamento antropico è la teoria delle stringhe, che si è rivelata in grado di trovare un denominatore comune tra visioni del mondo antitetiche ma irrinunciabili. La mossa decisiva fu l’aver sostituito alle particelle puntiformi un filamento unidimensionale: la stringa o corda. Tutta la varietà presente nell’universo era riconducibile ai differenti modi di vibrazione di queste minuscole stringhe. Il prezzo da pagare consisteva nel fatto che queste vibrazioni avvenivano in uno spazio a dieci dimensioni: ciò significa che vi è un numero enorme di modi in cui passare dalle diverse dimensioni accessibili, e ciascuno conduce a un “universo” con proprietà fisiche differenti e valori diversi delle costanti fondamentali. La teoria, almeno per ora, non riesce a privilegiare un singolo modo che ci porti all’universo da noi osservato. Per uscire dall’impasse, Susskind ha proposto che il “paesaggio” formato da questa moltitudine di universi abbia esistenza reale. Questo mutamento di prospettiva assurge oggi a nuovo paradigma.

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I migliori libri sulla teoria delle stringhe: i manuali universitari

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Superstring Theory: Volume 1, Introduction

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In recent years, superstring theory has emerged as a promising approach to reconciling general relativity with quantum mechanics and unifying the fundamental interactions. Problems that have seemed insuperable in previous approaches take on a totally new character in the context of superstring theory, and some of them have been overcome. Interest in the subject has greatly increased following a succession of exciting recent developments. This two-volume book attempts to meet the need for a systematic exposition of superstring theory and its applications accessible to as wide an audience as possible.

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A First Course in String Theory

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String theory made understandable. Barton Zwiebach is once again faithful to his goal of making string theory accessible to undergraduates. He presents the main concepts of string theory in a concrete and physical way to develop intuition before formalism, often through simplified and illustrative examples. Complete and thorough in its coverage, this new edition now includes AdS/CFT correspondence and introduces superstrings. It is perfectly suited to introductory courses in string theory for students with a background in mathematics and physics. New sections cover strings on orbifolds, cosmic strings, moduli stabilization, and the string theory landscape. Now with almost 300 problems and exercises, with password-protected solutions for instructors at www.cambridge.org/zwiebach.

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D-Branes (Cambridge Monographs on Mathematical Physics)

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This book focuses on the technology of D-branes in Superstring and M-theory, presenting the main ideas and recent discoveries in a pedagogical manner. It will serve as an introduction to welcome and guide newcomers to this exciting field, and an indispensible reference for seasoned practitioners. The book starts by introducing the key features of string theory and the theoretical tools needed to get to grips with D-branes. It then builds up the subject in a logical way, discussing further aspects of string theory and advanced applications as the text progresses.