Un articolo del direttore del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) Ooguri Hirosi e del ricercatore del progetto Matthew Dodelson sugli effetti teorici delle stringhe al di fuori della sfera fotonica del buco nero è stato selezionato per il "Suggerimento dell'editore" della rivista Revisione fisica D . Il loro articolo è stato pubblicato il 24 marzo 2021.

In una teoria quantistica delle particelle puntiformi, una grandezza fondamentale è la funzione di correlazione, che misura la probabilità che una particella si propaghi da un punto all'altro. La funzione di correlazione sviluppa singolarità quando i due punti sono collegati da traiettorie simili alla luce. In uno spaziotempo piatto, c'è una traiettoria così unica, ma quando lo spaziotempo è curvo, ci possono essere molte traiettorie simili alla luce che collegano due punti. Questo è il risultato della lente gravitazionale, che descrive l'effetto della geometria curva sulla propagazione della luce.

Nel caso di un buco nero spaziotempo, ci sono traiettorie leggere che si snodano più volte intorno al buco nero, risultante in una sfera di fotoni del buco nero, come si vede nelle recenti immagini dell'Event Horizon Telescope (EHT) del buco nero supermassiccio al centro della galassia M87.

Uscito il 10 aprile 2019, le immagini della collaborazione EHT hanno catturato l'ombra di un buco nero e la sua sfera di fotoni, l'anello di luce che lo circonda. Una sfera di fotoni può trovarsi in una regione di un buco nero in cui la luce che entra in direzione orizzontale può essere forzata dalla gravità a viaggiare in varie orbite. Queste orbite portano a singolarità nella suddetta funzione di correlazione.

Però, ci sono casi in cui le singolarità generate dalle traiettorie che si snodano attorno a un buco nero più volte contraddicono le aspettative fisiche. Dodelson e Ooguri hanno dimostrato che tali singolarità sono risolte nella teoria delle stringhe.

Nella teoria delle stringhe, ogni particella è considerata come un particolare stato eccitato di una stringa. Quando la particella viaggia lungo una traiettoria quasi leggera attorno a un buco nero, la curvatura dello spaziotempo porta a effetti di marea, che allungano la corda.

Dodelson e Ooguri hanno dimostrato che, se si tiene conto di questi effetti, le singolarità scompaiono coerentemente con le aspettative fisiche. Il loro risultato fornisce la prova che una gravità quantistica coerente deve contenere oggetti estesi come le stringhe come gradi di libertà.

Ooguri dice, "I nostri risultati mostrano come gli effetti teorici delle stringhe siano migliorati vicino a un buco nero. Sebbene gli effetti che abbiamo trovato non siano abbastanza forti da avere una conseguenza osservabile sull'immagine del buco nero di ETH, ulteriori ricerche potrebbero mostrarci un modo per testare la teoria delle stringhe usando i buchi neri".