لم يحاول أحد على السنين أن يدرس خواص أية نظرية من نظريات الأوتار في حالة القيم الكبيرة لثابت ازدواج الوتر حيث أنه لم يكن أحد على دراية بكيفية القيام بذلك من دون الاستعانة بالإطار الاضطرابي. ومع ذلك فقد حقق الفيزيائيون تقدماً بطيئاً لكن ثابتاً في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات من القرن الماضي، وذلك في تحديد بعض الخواص المعينة - بما في ذلك كتل وشحنات قوى معينة – التي هي جزء من فيزياء الازدواج القوي لنظرية معينة من نظريات الأوتار، التي ما زال في مقدرونا حسابها. وقد لعبت حسابات هذه الخواص، والتي تخطت بالضرورة إطار الاضطراب، دوراً هاماً في دفع التقدم نحو الثورة الثانية للأوتار الفائقة وهي متأصلة بشدة في مقدرة التناظر.

تقدم مبادئ التناظر أدوات نافذة لفهم أشياء كثيرة جداً عن العالم الفيزيائي. وقد ناقشنا على سبيل المثال الاعتقاد المدعم جيداً في أن قوانين الفيزياء لا تتعامل مكان مع ما في العالم، ومع لحظة ما من الزمان بخصوصية معينة، لكنها تسمح لنا بأن نؤكد أن القوانين التي تحكم مكاننا ولحظتنا هي نفس القوانين الصالحة لأي مكان وأي زمان. وهذا مثال رائع، غير أن مبادئ التناظر يمكن أن تكون بنفس الأهمية في ظروف أخرى ليست بهذه الروعة فمثلاً إذا شهدت جريمة ولم تستطع أن ترى من المجرم سوى لمحة من جانب وجهه الأيمن، فإن فنان الشرطة يمكنه مع  ذلك أن يرسم كل الوجه، مستغلاً المعلومات التي أدليت بها. وهذا هو التناظر. وعلى الرغم من وجود اختلافات بين الجانب الأيمن والجانب الأيسر لوجه أي شخص إلا أن أغلبها متناظر بدرجة كافية بحيث يمكن عكس صورة الجانب الأيمن لتعطي صورة تقريبية جيدة للجانب الآخر.

وفي كل هذه التطبيقات شديدة الاختلاف تظهر قوة التناظر في مقدرته على تحديد الخواص بالضبط بطريقة غير مباشرة – وهو الأمر الذي غالباً ما يكون أسهل من الطريقة المباشرة، فيمكننا أن نعرف الفيزياء الأساسية لمجرة أندروميدا بالذهاب إليها وإيجاد كوكب حول أحد النجوم ثم بناء المعجلات وإجراء أنواع التجارب التي نقوم بها على الأرض. لكن الطريقة غير المباشرة التي تعتمد على التناظر تحت ظروف تغير المواقع أسهل بكثير. ويمكننا كذلك أن نعرف سمات لكن غالباً ما يكون اللجوء لتناظر يمين يسار للوجه شيئاً أيسر كثيرا.

والتناظر الفائق مبدأ أكثر تجريداً للتناظر، وهو يفسر الخواص الفيزيائية للمكونات الأولية التي تحمل كميات مختلفة من الحركة المغزلية. وفي أحسن الحالات ليس هناك سوى بعض الإيماءات من نتائج التجارب عن أن العالم الميكروي يتضمن هذا التناظر، لكن، ولأسباب سبق شرحها، هناك اعتقاد راسخ بأن هذا صحيح ويمثل ذلك جزءاً متكاملاً من نظرية الأوتار بكل تأكيد..  أيقن الفيزيائيون خلال تسعينيات القرن العشرين أن التناظر الفائق يقدم أداة قوية وحادة تستطيع الإجابة عن بعض الأسئلة الصعبة والهامة بطرق غير مباشرة، مسترشدين في ذلك بالأبحاث الرائدة لناثان سيبرغ من معهد الدراسات المتقدمة.

وبدون إدراك للتفاصيل المعقدة للنظرية، فكونها تحتوي على تناظر فائق يسمح لنا أن نضع قيوداً واضحة على الخواص الخاصة بها. وباستخدام التشابه اللغوي، تصور أنك أعطيت مظروفاً مغلقاً به ورقة مكتوب عليها سلسلة من الحروف بحيث يتكرر الحرف "Y" ثلاث مرات. فإذا لم يكن هناك أية معلومات أخرى فلا توجد أية طريقة يمكن بها تخمين التسلسل - وكل ما يمكن معرفته هو ترتیب عشوائي للحروف يتكرر بها الحرف "Y" ثلاث مرات، مثل: mvcfojziyxidqfqzyyedi ، أو أي ترتيب آخر من الاحتمالات اللانهائية، وتخيل أننا قد أعطينا معلومتين أخريين : تكون الحروف المخبأة كلمة إنكليزية وإن بها أقل عدد من الحروف يمكن أن يكون الكلمة مع معرفتنا بالمعلومة الأولى عن تكرار الحرف "Y" ثلاث مرات وتختزل هذه المعلومات الاحتمالات إلى كلمة واحدة بدلاً . من العدد اللانهائي لتسلسل الحروف عند البداية – وأقصر كلمة إنكليزية تحتوي على الحرف "Y" ثلاث مرات هي : syzygy .

ويزودنا التناظر الفائق بحلول مفسرة مماثلة لهذه النظريات التي تتضمن مبادئ التناظر الخاصة بها. وحتى ندرك ذلك تصور أنك حصلت على أحجية فيزيائية مشابهة للأحجية اللغوية التي شرحناها حالاً. هناك شيء ما مخبأ في صندوق - غير محدد الكنه - له شحنة قوة معينة. قد تكون هذه الشحنة كهربية أو مغناطيسية أو أياً من التعميمات الأخرى، لكن وحتى نكون محددين فإن لهذا الشيء ثلاث وحدات من الشحنة الكهربية ولا يمكن تحديد كنه محتوى الصندوق بدون معلومات أخرى. فقد يكون ثلاث جسيمات شحنة كل منها 1، مثل البوزيترونات والبروتونات، وقد تكون أربع جسيمات شحنتها 3/1 وجسيمة لها شحنة (مثل الإلكترون)، حيث أن المحصلة ستكون شحنة مقدارها ثلاثة؛ وقد تكونت تسع جسيمات لكل منها شحنة مقدارها (مثل الكوارك الأعلى)، وقد تكون نفس الجسيمات التسع مصحوبة بأي عدد من الجسيمات عديمة الشحنة (مثل الفوتونات). والحال هنا مثل تسلسل الحروف عندما لم تكن هناك معلومة سوى وجود ثلاثة حروف "Y"، وبالتالي فإن احتمالات محتوى الصندوق ستكون لانهائية.

ولنتخيل الآن كما فعلنا في الأحجية اللغوية أننا قد زودنا بمعلومتين إضافيتين: النظرية التي تصف العالم - وبالتالي محتوى الصندوق - ذات تناظر فائق، وأن محتوى الصندوق له كتلة دنيا تتوافق مع المعلومة الأولى التي تتعلق بوجود ثلاث وحدات من الشحنة. وقد بين الفيزيائيون أن خصائص هذا الإطار التنظيمي المحكم إطار التناظر الفائق المماثل للغة الإنكليزية) و " التقييد الأدنى" كتلة دنيا لكمية مختارة من الشحنة الكهربية المشابهة لأقل طول لكلمة تضم عدداً  مختاراً من الحرف ("Y") يعني أن كنه المحتوى المخبأ قد تم تحديده : تماماً، وذلك بالاعتماد على أفكار بوغومولني ومانوج براساد وتشارلز سومرفيلد، وقد بين الفيزيائيون أن كنه محتويات الصندوق يمكن التعرف عليها تماماً. بمجرد التأكيد على أنها أخف ما يمكن ومع الاحتفاظ بشحنتها المحددة. وتعرف مكونات الكتلة الدنيا لقيمة مختارة من الشحنة باسم حالة BPS، على شرف الأحرف الأولى الأسماء المكتشفين الثلاثة .

وأهم شيء يتعلق بحالات BPS هو أن خواصها تتحدد بالضبط بتفرد وسهولة من دون الرجوع إلى حسابات اضطرابية، وهذا أمر صحيح بغض النظر عن قيم ثابت الازدواج. أي أنه حتى لو كان ثابت ازدواج الوثر كبيراً، مما يعني أن منطلق الاضطراب لا يصلح للتطبيق، فإننا ما زلنا قادرين على استنتاج الخواص المضبوطة لتكوينات حالات BPS. ويطلق على هذه الخواص غالباً الكتل والشحنات اللااضطرابية ، حيث أن قيمها تتجاوز مخطط التقريب الاضطرابي. ولهذا السبب يمكنك أن تعتقد أن BPS تشير إلى ما بعد حالات الاضطراب " . وتتناول خواص BPS جزءاً صغيراً فقط من الفيزياء الكلية لنظرية الأوتار المعنية عندما يكون ثابت الازدواج لتلك النظرية كبيراً، لكنها مع ذلك تقدم إدراكاً محسوساً لبعض خواص الازدواج القوي. وعندما يزيد ثابت الازدواج في إحدى نظريات الأوتار متخطياً المدى المتاح لتطبيق نظرية الاضطراب فإننا نلقي بفهمنا المحدود في حالات BPS وكمعرفتنا بكلمات قليلة من لغة أجنبية، سنجد أنها تسهل الأمور علينا أكثر مما نتخيل.

مواضيع ذات صلة

لصورة الشاملة ( تمهيد رياضي لنظرية-M)

هل يجيب أي مما سبق عن الأسئلة التي ما زالت بدون حل في نظرية الأوتار؟

الثقوب السوداء: منظور وتر/ نظرية - M

نظرية - M وشبكة الترابطات

السمة المفاجئة لنظرية -M: ديمقراطية متوسعة (نهاية احتكار الأوتار كبُنى أساسية)

بصيص من نظرية .M

الثنائية في نظرية الأوتار( ازدواج قوي-ضعيف وفهم الترابط بين نظريات الأوتار المختلفة)

الثنائية في نظرية الأوتار: من تعدد النظريات إلى وحدة الفيزياء

هل التقريب في الحدود المناسبة؟(ثابت ازدواج الوتر ومعضلة التقريب الاضطرابي)

موجز ما تم حتى الآن(الازدواجية في نظريات الأوتار)

نظرية الأوتار في فيزياء الكم: معادلات وتقنيات غير اضطرابية(معادلات نظرية الأوتار)

الجاذبية الفائقة (الجاذبية الفائقة والأبعاد الخفية: من الجسيمات النقطية إلى نظرية الأوتار)