幾十年來，研究人員一直試圖從弦理論中提取可檢驗的預測，弦理論是更深入理解宇宙的主要候選理論。現在物理學家表示，他們已經使用弦理論中最精妙的部分之一來預測在紐約長島的原子對撞機中產生的超高密度物質的性質。然而，如果得到證實，這個預測並不能為弦理論提供證據，弦理論需要存在充滿更高維度弦狀物體和其他小玩意的額外空間維度。相反，這將確立弦理論的一些數學方法可以用來研究原子核內部起作用的力。
布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機（RHIC）將金原子核撞擊在一起，產生高溫、超高密度的粒子噴霧，這種景象自宇宙大爆炸最初的幾微秒以來就未曾出現——宇宙大爆炸是啟動宇宙的強烈能量爆發。這些微型爆炸暫時釋放出夸克（通常被困在質子和中子內部的粒子）以及膠子（將夸克結合在一起的粒子）。研究人員已將這種物質狀態稱為夸克-膠子等離子體。
但即使研究其一般性質也很棘手。“你試圖獲得洞察力和定量預測，而我們兩者都得到了，”麻省理工學院的核物理學家克里希納·拉賈戈帕爾說。
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在計劃發表在物理評論快報上的一篇論文中，拉賈戈帕爾及其同事報告說，他們已經計算出稱為J/ψ介子的粒子在夸克-膠子等離子體的熱量中形成的速率，等離子體會以一種稱為遮蔽效應的方式溶解它們。他們發現，遮蔽效應會以一種特定的方式隨著J/ψ介子的速度而變化。“我們正在做一個定性預測，即當你提高[速度]時，你應該得到更有效的遮蔽，”他說，這導致高速下的粒子更少。“時間會證明我們在定量層面上是否做得同樣好。”
通常，研究人員使用稱為量子色動力學（QCD）的理論來計算夸克之間的力。要做到這一點，他們必須做出只有在力較弱時才準確的估計，但等離子體中夸克之間的力可能會變得相當強。事實上，物理學家現在認為，最初被認為是氣體的一種等離子體，更像是一種液體。
拉賈戈帕爾和他的同事們利用了普林斯頓高等研究院的粒子物理學家胡安·馬爾達西那在1997年的一個發現，即四維空間（比我們自己的空間多一維）中的一種弦理論等價於三維空間中的類QCD理論。當力在這種類QCD理論中變得強大時，它們在弦理論中變得微弱，從而為進行與夸克相關的計算提供了一種更簡單的方法。
雖然馬爾達西那的硬幣的弦理論一半包括引力和其他力，但類QCD一半隻包含膠子和現實世界中不存在的類似粒子。“這就像說你試圖研究水，但你實際上是在研究酒精，”馬爾達西那說。“我們當然知道這不是正確的理論，但也許它的行為方式相同。”
拉賈戈帕爾說，試圖使類QCD理論適應現實使得結果只是半精確的。但去年，同一個小組使用弦理論的這一部分來估計在等離子體中高速穿梭的夸克會被左右搖晃的程度。“我們得到的結果比你用傳統方法得到的結果更符合資料，”拉賈戈帕爾說。
其他小組也使用了馬爾達西那的結果來更直接地估計夸克在等離子體中的減速，並評估等離子體的粘度。
“在更高維度中的弦理論數學與RHIC正在研究的真實世界現象之間可能存在某種聯絡——這對我來說真是太迷人了，”哥倫比亞大學物理學家威廉·扎伊茨說，他正在RHIC進行一項探測J/ψ粒子的實驗。
俄亥俄州立大學的理論物理學家烏爾裡希·海因茨也同意，這些嘗試令人興奮，但他表示，類QCD理論仍然離現實太遠，無法令人信服。“即使任何數字碰巧成功了，我也不認為這會驗證這種方法，”他說。“如果他們預測蘋果的顏色，而有人看了一個梨，發現它有相同的顏色，你會說這個預測是正確的嗎？”
扎伊茨說，RHIC應該能夠在未來兩年內收集足夠的資料來評估J/ψ的預測。“這將需要相當驚人的數值一致性，你才會認為它確立了這些方法優於更傳統計算方法的優越性，”他說。他指出，找到這種一致性可能很困難，因為J/ψ遮蔽效應不是直接測量的，而是必須推斷出來的，這為關於其真實價值的爭論留下了空間。