Podstawy teorii strun

Teoria strun jest teorią matematyczną, która próbuje wyjaśnić pewne zjawiska, których obecnie nie można wyjaśnić w standardowym modelu fizyki kwantowej.

U podstaw teorii strun znajduje się model jednowymiarowych strun w miejsce cząstek fizyki kwantowej. Te ciągi, rozmiar Długość Plancka (10^-35 m) wibrować przy określonych częstotliwościach rezonansowych. Niektóre najnowsze wersje teorii strun przewidywały, że struny mogą mieć dłuższą długość do prawie milimetra, co oznaczałoby, że znajdują się w sferze, którą mogą wykryć eksperymenty im. Formuły wynikające z teorii strun przewidują więcej niż cztery wymiary (najczęściej 10 lub 11) wariantów, chociaż jedna wersja wymaga 26 wymiarów), ale dodatkowe wymiary są „zwinięte” w Plancku długość.

Oprócz ciągów teoria ciągów zawiera inny typ podstawowego obiektu o nazwie a brane, który może mieć wiele innych wymiarów. W niektórych „scenariuszach świata branew” nasz wszechświat „utknął” w trójwymiarowej brane (zwanej 3-brane).

Teorię strun opracowano początkowo w latach 70. XX wieku, próbując wyjaśnić pewne niespójności z zachowaniem energetycznym hadronów i innych

Podobnie jak w przypadku większości fizyki kwantowej, matematyki dotyczącej teorii strun nie da się jednoznacznie rozwiązać. Fizycy muszą zastosować teorię zaburzeń, aby uzyskać serię przybliżonych rozwiązań. Takie rozwiązania obejmują oczywiście założenia, które mogą, ale nie muszą być prawdziwe.

Główną nadzieją stojącą za tą pracą jest to, że zaowocuje ona „teorią wszystkiego”, w tym rozwiązaniem problemu grawitacja kwantowai pogodzić Fizyka kwantowa z ogólna teoria względności, w ten sposób godząc podstawowe siły fizyki.

Oryginalna teoria strun koncentrowała się tylko na cząstki bozonu.

Teoria superstrun (skrót od „supersymetrycznej teorii strun”) obejmuje bozony z inną cząsteczką, fermiony, a także supersymetria do modelowania grawitacji. Istnieje pięć niezależnych teorii superstrun:

• Typ 1
• Typ IIA
• Wpisz IIB
• Wpisz HO
• Wpisz HE

Teoria M.: Teoria superstrun zaproponowana w 1995 r., Która próbuje skonsolidować modele typu I, typu IIA, typu IIB, typu HO i typu HE jako warianty tego samego podstawowego modelu fizycznego.

Jedną z konsekwencji badań nad teorią strun jest uświadomienie sobie, że istnieje ogromna liczba możliwych teorii skonstruowane, co prowadzi do pytania, czy to podejście rzeczywiście rozwinie „teorię wszystkiego”, którą wielu badaczy pierwotnie miał nadzieję. Zamiast tego wielu badaczy przyjęło pogląd, że opisują szeroki krajobraz teorii strun możliwych struktur teoretycznych, z których wiele nie opisuje naszego wszechświata.

W chwili obecnej teoria strun nie przedstawiła z powodzeniem żadnych prognoz, których nie wyjaśniono również w teorii alternatywnej. Nie jest ani konkretnie udowodniony, ani sfałszowany, chociaż ma cechy matematyczne, które nadają mu wielki apel do wielu fizyków.

Szereg proponowanych eksperymentów może mieć możliwość wyświetlania „efektów strunowych”. Energia wymagana do wielu takich eksperymentów obecnie nie jest możliwe do uzyskania, chociaż niektóre z nich są w najbliższej przyszłości możliwe, na przykład możliwe obserwacje z czerni dziury.

Tylko czas pokaże, czy teoria strun będzie w stanie zająć dominujące miejsce w nauce, nie inspirując serc i umysłów wielu fizyków.