Основы теории струн

Теория струн - это математическая теория, которая пытается объяснить некоторые явления, которые в настоящее время не поддаются объяснению в рамках стандартной модели квантовой физики.

В своей основе теория струн использует модель одномерных струн вместо частиц квантовой физики. Эти строки, размер Длина планка (10^-35 м), вибрировать на определенных резонансных частотах. Некоторые последние версии теории струн предсказывали, что строки могут иметь более длинную длину размером почти миллиметр, что означает, что они находятся в области, которую эксперименты могут обнаружить их. Формулы, которые вытекают из теории струн, предсказывают более четырех измерений (10 или 11 в наиболее распространенных варианты, хотя одна версия требует 26 измерений), но дополнительные размеры "свернуты" внутри Планка длина.

В дополнение к строкам, теория струн содержит фундаментальный объект другого типа, называемый брана, который может иметь гораздо больше измерений. В некоторых «сценариях бранного мира» наша вселенная фактически «застревает» внутри 3-мерной браны (называемой 3-браной).

Теория струн была первоначально разработана в 1970-х годах в попытке объяснить некоторые несоответствия с энергетическим поведением адронов и других фундаментальные частицы физики.

Как и в большей части квантовой физики, математика, которая применима к теории струн, не может быть однозначно решена. Физики должны применять теорию возмущений, чтобы получить ряд приближенных решений. Такие решения, конечно, включают в себя предположения, которые могут быть или не быть правдой.

Главная надежда этой работы состоит в том, что она приведет к «теории всего», включая решение проблемы квантовая гравитацияи примирить квантовая физика с общая теория относительностипримиряя фундаментальные силы физики.

Оригинальная теория струн сосредоточена только на бозонные частицы.

Теория суперструн (сокращение от «суперсимметричной теории струн») включает бозоны с другой частицей, фермионы, а также суперсимметрия для моделирования гравитации. Существует пять независимых теорий суперструн:

• Тип 1
• Тип IIA
• Тип IIB
• Тип ХО
• Тип ОН

М-теорияТеория суперструн, предложенная в 1995 году, которая пытается объединить модели Типа I, Типа IIA, Типа IIB, Типа HO и Типа HE в качестве вариантов одной фундаментальной физической модели.

Одним из следствий исследований в области теории струн является осознание того, что существует огромное количество возможных теорий, которые могут быть построено, что заставляет некоторых задаться вопросом, будет ли этот подход когда-либо развивать "теорию всего", что многие исследователи изначально надеялся. Вместо этого многие исследователи придерживаются мнения, что они описывают обширный ландшафт теории струн возможных теоретических структур, многие из которых на самом деле не описывают нашу вселенную.

В настоящее время теория струн не сделала никаких предсказаний, что также не объясняется альтернативной теорией. Он не является ни специально доказанным, ни фальсифицированным, хотя имеет математические особенности, которые придают ему большую привлекательность для многих физиков.

Ряд предложенных экспериментов может иметь возможность отображения «струнных эффектов». Энергия, необходимая для многих таких экспериментов в настоящее время недоступен, хотя некоторые из них находятся в сфере возможного в ближайшем будущем, такие как возможные наблюдения от черного отверстия.

Только время покажет, сможет ли теория струн занять доминирующее положение в науке, помимо того, что вдохновляет сердца и умы многих физиков.