Il termine teoria M fu coniato da E.Witten circa quindici anni fa. Witten disse che M sta per membrana o forse per madre, o forse per mistero.
Si tratta di una teoria non ancora pienamente formulata. Quello che si sa è che essa esiste in 11 dimensioni (10 dimensioni spaziali più il tempo). Se ne conosce una versione a bassa energia (e perciò approssimata): si tratta della supergravità in 11 dimensioni (cioè di una teoria di campo supersimmetrica in uno spazio a 10+1 dimensioni). Si sa che in questa teoria, oltre a particelle puntiformi come il gravitone, esistono oggetti non puntiformi, le membrane e le M5-brane, cioè oggetti estesi in due e cinque dimensioni spaziali rispettivamente. Si sa soprattutto che la teoria M non è una teoria di stringhe ma è strettamente collegata alle teorie di superstringa, tanto da formare con esse un'unica teoria, di cui ciascuna di loro (teoria M e teorie di superstringa) costituisce un caso particolare in un determinato limite. Per esempio, se lo spazio della teoria M è tale per cui una delle dimensione spaziali è compatta, cioè avvolta su se stessa a formare un cerchio di raggio molto piccolo, nel limite in cui lo 'spessore' di questa undicesima dimensione diventa sempre più piccolo, la teoria M si trasforma in una teoria di superstringa (per la precisione quella chiamata IIA). Quindi, quando si parla di teoria M, si sottintende sempre che si tratta di qualcosa di inscindibile dalle teorie delle superstringhe.

Veniamo ora alla possibilità di una conferma sperimentale della teoria M. Alcuni problemi che i fisici vorrebbero risolvere in questo momento sono: la conferma definitiva del modello standard con la scoperta della particella di Higgs, ma anche il suo superamento con la scoperta di particelle che non sono contenute nel modello standard (la cosiddetta nuova fisica); la natura della materia oscura e dell’energia oscura, che insieme costituiscono più del 95% dell’universo e di cui non sappiamo praticamente niente; il numero delle dimensioni dello spazio in cui viviamo (sono veramente tre? oppure i nostri sensi finora ci hanno ingannato e le dimensioni del nostro spazio sono per esempio 9, come predice la teoria delle superstringhe?); l’origine del nostro universo; e altri ancora. Gli esperimenti che nel prossimo futuro potrebbero darci qualche risposta sono di natura astrofisica (per esempio, osservazione delle supernove), cosmologica (radiazione di fondo dell’universo), particellare (esperimenti all’LHC di Ginevra). 

Sicuramente questi esperimenti, nel giro di pochi anni, ci chiariranno molte cose. Ma riusciranno a dirci qualcosa
sulle stringhe e le membrane? Una diretta osservazione di questi oggetti fondamentali è fuori discussione, non è alla portata delle nostre capacità sperimentali attuali. Tuttavia potrebbe essere che fra qualche anno saremo più convinti dell’impianto generale della teoria M/delle superstringhe. Questo succederà se, per esempio, alcune delle previsioni che sono state fatte si avvereranno all’LHC. Per esempio, se verranno scoperte particelle supersimmetriche (cioè partner supersimmetriche delle particelle che si conoscono), si tratterà di un elemento importante in favore delle superstringhe, perché la supersimmetria è un elemento costituente di questa teoria. Così pure se ci saranno segnali di dimensioni ulteriori rispetto alle tre che ci sono familiari, perché l’esistenza di extra-dimensioni è una predizione della teoria M/delle superstringhe. 

Va detto che i limiti attuali della nostra conoscenza non sono solo sperimentali. Purtroppo non conosciamo ancora abbastanza la teoria. Non sappiamo ancora risolvere la teoria M e ricavarne tutte le predizioni, e non sappiamo nemmeno se sapremo mai risolverla. I fisici teorici che lavorano a questa teoria stanno scoprendo che forse ci sono dei limiti alla nostra conoscenza. Ma è forse presto per dirlo e c’è ancora molto lavoro da fare.