Tensione ed energia

Vi trovate di fronte a due corde, una tesissima e l'altra quasi per niente: ad esempio una corda di pianoforte ed un laccio di scarpe.

Dovendo farle vibrare allo stesso modo, di sicuro trovereste molto più faticoso far oscillare la prima rispetto alla seconda, richiederebbe più energia. Analogamente allungando una molla l'energia potenziale aumenta.

Anche per le stringhe si nota che a parità di vibrazione l'energia aumenta all'aumentare della tensione. E poichè siamo a distanze veramente infinetesimali, bisogna seguire le regole della Meccanica Quantistica: è necessario quantizzare anche questa energia, proprio com'è accaduto circa un  secolo prima con i pacchetti di Planck. L'energia minima, chiamata energia di Planck, con cui un stringa può contribuire alla massa della particella è proporzionale alla tensione.

E non stiamo parlando di valori qualsiasi: la tensione fondamentale di una stringa, chiamata guardacaso Tensione di Planck, è dell'ordine di 10¹⁹ tonnellate: ne deriva una massa per le particelle dell'ordine di

... siete pronti?...

mille miliardi di miliardi di miliardi di masse protoniche...

Ora direte voi, possiamo accettare qualche decimale di differenza, 39 ordini di grandezza e più però sono un pò troppi...

Ma se ci fermassimo qui non prenderemmo in considerazione un elemento fondamentale del mondo microscopico, e in questa teoria ancora di più: le fluttuazioni quantistiche. Infatti nell'ambito della teoria i loro contributi alla massa delle particelle sarebbero negativi. In questo modo l'energia elevatissima della stringa viene controbilanciata dagli effetti quantistici: si annullano quasi completamente.

Così anche una massa notevole (assurda...) può ridursi a qualcosa di estremamente piccolo...