Superstring teòiridh measail cànain airson Dummies

Superstring teòiridh, ann measail chànain, tha an cruinne-cè mar seata de crith dhualan de lùth - strings. Tha iad a 'bhunait de nàdar. Beachd-bharail ag innse mu na eileamaidean eile - branes. All stuthan ann an t-saoghail againn air a dhèanamh suas de chritheadaich de strings agus branes. A nàdarra mar thoradh air a 'bheachd a tha an tuairisgeul grabhataidh. 'S e sin carson a tha eòlaichean saidheans den bheachd gu bheil e anns na prìomh gu aonadh eadar-obrachadh iom-tharraing le eile.

Tha a 'bhun-bheachd air a leasachadh

Tha an teòiridh na aonaichte achadh, superstring teòiridh - dìreach matamataigeach. Like corporra a h-uile bun-bheachdan, tha e stèidhichte air co-aontaran a dh'fhaodas a bhith air am mìneachadh ann an dòigh shònraichte.

An-diugh, chan eil fios aig duine dè dìreach a bhios an dreach dheireannach de bheachd seo. Tha an luchd-saidheans a tha caran neo-shoilleir beachd a eileamaidean cumanta, ach cha robh duine air a bhith fhathast a 'tighinn suas ris a' chuairt dheireannach an co-aontar a bhiodh fodha uile superstring teòiridh agus deuchainn air nach eil fhathast air a bhith comasach air daingneachadh e (ged refute cuideachd). Nàdar a chruthachadh dreach nas simplidhe a 'cho-aontar, ach gu ruige seo chan eil e gu math a' toirt cunntas air ar cruinne-cè.

Superstring teòiridh do luchd-tòiseachaidh

Anns a 'bharail air còig prìomh bheachdan.

1. Superstring teòiridh 'sùileachadh a h-uile nithean an t-saoghail air an dèanamh suas de crith dhualan de lùth agus membranes.
2. Tha i a 'feuchainn ri rèidh coitcheann relativity (grabhataidh) le eòlaichean fiosaig.
3. Superstring teòiridh bidh amalachadh uile de na bunaiteach feachdan na cruinne-cè.
4. Beachd-bharail seo a 'sùileachadh ceangal ùr, supersymmetry, eadar dà bunaiteach diofar sheòrsaichean pìosan, bosons agus fermions.
5. Tha bun-bheachd ag innse grunn a bharrachd, mar as trice unobservable tomhasan na cruinne-cè.

Strings agus branes

Nuair a dh'èirich an teòiridh anns na 1970an, lùth-iallan ann a bha a 'beachdachadh air 1-thaobhach nithean - strings. Tha am facal "aon-thaobhach" a 'comharrachadh gun robh an t-sreang tha aon taobh, fad, seach, mar eisimpleir, ceàrnagach, a tha a dh'fhaid agus àirde.

Tha iad sin a superstring teòiridh a roinn ann an dà sheòrsa - dùinte agus fosgailte. Fosgailte sreang Tha tips nach eil ann an conaltradh ri chèile, fhad 'sa bha e dùinte sreang lùb le eil fosgailte cinn. Mar thoradh air, chaidh a lorg gun robh sin teudan, strings ris an canar a 'chiad sheòrsa, fosgailte 5 sheòrsa eadar-obrachadh.

Eadar-obrachaidhean stèidhichte air strings comas a bhith a 'ceangal agus a' roinn an tips. Bho na cinn fosgailte strings a thighinn còmhla gus dùinte, tha e do-dhèanta a thogail teòiridh superstrings, nach gabhail a-steach Looped sreang.

Bha seo cudromach mar dùinte strings tha feartan a tha a 'creidsinn gu fiosaig a bheireadh iomradh grabhataidh. Ann am briathran eile, eòlaichean saidheans a thuigsinn gu bheil an superstring teòiridh, an àite a bhith a 'mìneachadh a' chùis pìosan urrainn cunntas a 'ghiùlan aca agus an fhorsa air iom-tharraing.

Bliadhnaichean an dèidh sin chaidh a lorg sin, a thuilleadh air teudan, agus eile eileamaidean riatanach an teòiridh. Faodaidh iad a bhith air a mheas mar dhuilleagan no brane. Strings Faodar ceangailte ri aon no an dà thaobh.

eòlaichean gravity

Nuadh-fiosaig Tha dà phrìomh saidheansail lagh: coitcheann teòiridh relativity (GR) agus eòlaichean. Iad a 'riochdachadh tur eadar-dhealaichte achadh saidheans. Eòlaichean fiosaig a 'dèiligeadh ri na pìosan as lugha san nàdarra agus GTR, mar riaghailt, ag innse mu nàdar na sgèile planaidean, galaxies agus an cruinne-cè air fad. Bheachd-bharail a 'feuchainn a chur còmhla riutha, ainm a tha air an teòiridh iom-tharraing eòlaichean. Tha a 'chuid as motha de na gealltanach a tha a-nis an t-sreang.

Dùinte snàithlean a 'conaltradh ris a' giùlan grabhataidh. Gu sònraichte, tha iad a shealbhachadh feartan graviton Particle ghiùlan gravity eadar nithean.

Còmhla feachdan

String teòiridh a 'feuchainn ri unify na ceithir feachdan - dealan, làidir agus niùclasach lag feachdan, agus gravity - ann an aon. Anns an t-saoghail againn, foillsichidh iad fhèin mar ceithir diofar phenomena, ach teoiricearan sreang 'creidsinn gu bheil tràth anns an cruinne-cè, nuair a bha uamhasach ìrean àrda de lùth, a h-uile de na feachdan a tha air am mìneachadh le teudan, eadar-obrachadh le chèile.

supersymmetry

All pìosan ann an cruinne-cè a roinn ann an dà sheòrsa: bosons agus fermions. String teòiridh ràdh gu bheil an dàimh eadar iad, ris an canar supersymmetry. Ma supersymmetry airson gach Higgs agus fermion feum airson gach fermion - Higgs. Gu mì-fhortanach dheuchainn robh a leithid pìosan nach eil air a dhaingneachadh.

Supersymmetry 'S e matamataig an dàimh eadar na h-eileamaidean de corporra co-aontaran. Chaidh a lorg ann an diofar sgìre de fiosaig agus iarrtas aca a stiùireadh gu renaming an teòiridh supersymmetry sreang (no superstring teòiridh, ann measail cànan) ann am meadhan nan 1970an.

Aon de na buannachdan a supersymmetry gu bheil e gu mòr simplifies an co-aontar, a 'leigeil a' cur às cuid caochladairean. Without supersymmetry co-aontaran chorporra contrarrachdan, leithid luach neo-chrìochnach agus mac-meanmnach lùth ìrean.

Bho saidheans nach fa'near a Particle dùil supersymmetry, tha e fhathast na beachd-bharail. Tha mòran de nàdar a 'creidsinn gu bheil an t-adhbhar airson seo - an fheum airson tomhas mòr de lùth, a tha co-cheangailte ri aithnichte cuideam Einstein aig co-aontar S = mc ^2. Faodaidh iad seo a 'pìosan ann tràth anns an cruinne-cè, ach mar a tha e air fhuarachadh sìos, agus an dèidh a' Big Bang, an lùth a sgaoileadh, tha na pìosan air an gluasad gu ìrean ìosal lùth.

Ann am briathran eile, tha an strings Vibrate cho àrd lùth pìosan chall lùth, a tha gan dèanamh le eileamaidean ìsle crathadh.

-Rannsachaidh an dòchas gun ciall Amharc no deuchainn le Particle accelerators teòiridh a dhearbhadh, a 'comharrachadh cuid de supersymmetric eileamaidean nas àirde le lùth.

tomhaisean a bharrachd

Eile matamataigeach thoradh air sreang teòiridh gu bheil e a 'dèanamh ciall san t-saoghal, an àireamh de thomhasan a tha nas motha na na trì. An-dràsta, tha dà mìneachadh airson seo:

1. Tomhaisean a bharrachd (sia dhiubh) air a phasgadh, no, ann am briathrachas a string teòiridh compactified gu leth beag, gus faicinn cò a-riamh a 'soirbheachadh.
2. Bha sinn a ghlacadh ann an 3-sheallach brane, agus tomhasan eile a 'leudachadh taobh a-muigh e agus nach eil ri fhaotainn dhuinn.

An sgìre cudromach de rannsachadh am measg teoiricearan tha an matamataigeach modaileadh de mar a tha na dreuchdan a bharrachd a dh'fhaodadh a bhith ceangailte ri ar fhèin. Tachartasan toraidhean ro-innse gum saidheans a dh'aithghearr a bhith comasach air lorgadh a bharrachd seo tomhasan (ma tha iad ann) ann an deuchainnean ri thighinn, mar a dh'fhaodadh iad a bhith nas àirde na dùil roimhe.

tuigse air an adhbhar

'S e amas a' sireadh le luchd-saidheans a 'rannsachadh superstrings - "teòiridh h-uile rud", ie aon bharail gu corporra bunaiteach aig a h-uile ìre ag innse corporra da-rìribh ... Ma soirbheachail, dh'fhaodadh e shoilleireachadh mòran cheistean a thaobh structar againn cruinne-cè.

Mìneachadh air a 'chùis agus tomad

Aon de na prìomh ghnìomhan latha an-diugh rannsachadh - a 'rannsachadh airson fuasglaidhean fìor pìosan.

String teòiridh thòisich mar bun-bheachd 'toirt iomradh air na pìosan leithid hadrons, nas àirde vibrational diofar stàitean na teudan. Anns a 'chuid as motha nuadh formulations, a' chùis, 'faicinn ann an ar-cè mar thoradh air crith de strings agus le branes as ìsle lùth. Tha an crathadh a ghineadh nas àrd-pìosan lùth, a tha a-nis ann an saoghal nach eil ann.

Tha tomad de na bhunaiteach pìosan a th 'foillseachadh mar a strings agus branes compactified a phasgadh ann a bharrachd tomhasan. Mar eisimpleir, ann an sìmplidh nuair a tha iad air am pasgadh ann an cumadh donut, ris an canar Mathematicians agus nàdar torus sreang urrainn suaineadh am foirm seo ann an dà dhòigh:

• goirid lùb tro mheadhan na torus;
• fhada timcheall lùb air fad a-muigh thomhas na torus.

Tha an lùb a tha goirid solas Particle, agus a 'chuid as motha - miosa. Nuair a tha thu a 'suaineadh an t-sreang air feadh an toroidal compactified a' tomhas a 'cruthachadh ùr-eileamaidean eadar-dhealaichte le torran.

Superstring teòiridh aithghearr agus soilleir, dìreach a 'mìneachadh gu grinn agus an gluasad a dh'fhaid ann an tomad. Thuit an tomhas a tha mòran nas duilghe torus, ach ann am prionnsabal iad cuideachd ag obair.

Tha e eadhon comasach, ged a tha e doirbh smaoineachadh gu bheil an còrd wraps an torus ann an dà stiùireadh aig an aon àm, a bhios a 'toradh anns an Particle eile le aifreann eadar-dhealaichte. Branes cuideachd a 'suaineadh a bharrachd tomhasan, a' cruthachadh fiù 's barrachd chothroman.

Mìneachadh àite agus àm

Ann an iomadh dreach superstring teòiridh tomhas a thuit, a 'dèanamh orra unobservable aig an ìre de theicneòlas a leasachadh.

Aig an àm seo chan eil e soilleir co-dhiù sreang teòiridh b 'urrainn a mhìneachadh bunaiteach nàdar àite agus ùine a bharrachd a rinn Einstein. Tha e tomhasan tha na chùl-raon eadar strings agus neo-eisimeileach fìor mhothachadh nach eil.

Tha sinn a 'tabhann mìneachadh, chan eil e gu tur air a chrìochnachadh, a' buntainn ri tagradh an rùm-ùine mar-thà gum an t-suim iomlan a h-uile eadar-obrachadh sreang.

Tha an dòigh seo chan eil a 'coinneachadh ri na beachdan aig cuid de nàdar a tha air a stiùireadh gu càineadh na beachd-bharail. Farpaiseach teòiridh iom-tharraing lùb eòlaichean mar thoiseach tòiseachaidh a 'cleachdadh an quantization rùm agus an àm. Tha cuid den bheachd gu bheil mu dheireadh thall bidh e ach dòigh eadar-dhealaichte don h-uile den aon bharail bunaiteach.

Quantization air iom-tharraing

Tha a 'phrìomh coileanadh beachd-bharail seo, ma dhearbhadh, bidh eòlaichean teòiridh iom-tharraing. -Dràsta tuairisgeul air iom-tharraing san fharsaingeachd relativity neo-chunbhalach le eòlaichean fiosaig. Air drùidhteach bacadh air giùlan pìosan beaga, fhad 'sa bha a' feuchainn ri rannsachadh na cruinne-cè ann an uabhasach beag-sgèile a 'dol gu contrarrachdan.

Tha aonadh feachdan

An-dràsta, tha nàdar bunaiteach aithnichte ceithir feachdan: grabhataidh, dealan, lag agus làidir eadar-obrachadh niùclasach. Bho sreang teòiridh e a 'ciallachadh gu bheil a h-uile bha iad Foillsicheadh an aon rud.

A rèir beachd-bharail seo, mar tràth-cè fuarachadh an dèidh a 'brag mhòr, tha e aon eadar-obrachadh a roinn ann an obrachaidh eadar-dhealaichte an-diugh.

Deuchainnean le àrd lùth-riamh cothrom dhuinn a 'lorg an aonadh de na feachdan, ged a tha sin dheuchainnean fada seachad air an-dràsta teicneòlas a leasachadh.

còig roghainnean

An dèidh superstring revolution ann an 1984, a 'leasachadh ghabh àite aig feverish astar. Mar thoradh, an àite aon bhun-bheachd thionndaidh còig, ris an canar seòrsa I, IIA, IIA, HO, HE, gach aon de a tha cha mhòr gu tur ag innse t-saoghail againn, ach chan eil gu deireadh.

Physics, a 'suathadh dreach de sreang teòiridh an dòchas a lorg fìor choitcheann foirmle, eadar-dhealaichte a chruthachadh 5 Tionndaidhean fèin-fhoghainteach. Tha cuid de am feartan corporra a 'nochdadh an da-rìribh an t-saoghail, bha an fheadhainn eile idir fìor.

M-teòiridh

Aig co-labhairt ann an 1995, an t-fiosaig Eideard Witten mholadh dàna fuasgladh do na còig bheachd-bharail. Stèidhichte air o chionn ghoirid a lorg Duality, tha iad uile a 'fàs cùisean sònraichte air aon bhun-bheachd an t-ainm iomlan a Witten M teòiridh superstrings. Aon de na prìomh bhun-bheachdan dh'fhàs e brane (giorrachadh de meamran), rudan sìmplidh aig a bheil barrachd air aon taobh. Ged nach eil an t-ùghdar air a 'tabhann an tionndadh slàn, nach eil cho fada, M an teòiridh superstrings aithghearr a dhèanamh suas de na feartan a leanas:

• 11 taobh-(10 plus 1 spàsail TEMPORAL taobh);
• Duality, a tha a 'treòrachadh gu còig teòiridhean a' mìneachadh an aon corporra da-rìribh;
• branes - teudan, le còrr is 1 tomhas.

rannsachadh

Mar thoradh, an àite aon ann an sin a bha 10 ⁵⁰⁰ co-dhùnaidhean. Airson cuid de nàdar a bha e adhbhar na èiginn, agus cuid eile a ghabh an Glèathan prionnsabal, tha a 'mìneachadh na feartan na cruinne-cè le ar làthaireachd ann. Tha e fhathast a bhith an dùil, nuair a teoiricearan gheibh dòigh eile a sheòladh an superstring teòiridh.

Tha cuid de mhìneachaidhean air a ràdh gu bheil ar n t-saoghal nach 'eil an aon. Tha a 'chuid as motha radaigeach tionndaidhean leigeil leis an robh an àireamh neo-chrìochnach de universes, cuid dhiubh a tha dearbh lethbhreacan den againn fhèin.

Einstein an teòiridh a 'sùileachadh bith de lùghdachadh àite, a tha ris an canar wormhole no Einstein-Rosen drochaid. Anns a 'chùis seo an dà iomallach làraich co-cheangailte goirid trannsa. Superstring teòiridh a 'leigeil chan ann a mhàin sin, ach cuideachd air a' cheangal eadar puingean iomallach an saoghal co-shìnte. Faodaidh tu fiù 's a' gluasad eadar universes le diofar laghan fiosaigs. Ach, coltach roghainn, nuair a eòlaichean teòiridh iom-tharraing a bhios a 'dèanamh an bith-dhèanta.

Tha mòran de nàdar a 'creidsinn gu bheil an holographic prionnsabal, nuair a tha am fiosrachadh uile a tha anns an leabhar àite, co-ionann ris an fhiosrachadh a chlàradh air an uachdar, a' leigeil le tuigse nas doimhne de na bun-bheachd cumhachd dualan.

Tha cuid den bheachd gu bheil an superstring teòiridh a 'leigeil le iomadh tomhas ùine, a' ciallachadh ann a dh'fhaodas a bhith air turas tro orra.

A thuilleadh air sin, ann am frèam a 'bharail a tha eadar-dhealaichte gu Big Bang modail, a rèir a bha ar-cè mar thoradh air tubaist eadar dà branes agus a' dol tro chuairtean a-rithist a 'chruthachaidh agus sgrios.

Tha an dàn deireannach na cruinne-cè air a bhith an-còmhnaidh a 'fuireach nàdar, agus air an dreach dheireannach de sreang teòiridh urrainn cuideachadh co-dhùnadh a tha an dùmhlachd a' chùis agus cosmological cunbhalach. Bheir eòlas air na luachan sin, cosmologists bidh cothrom gus co-dhùnadh co-dhiù an cruinne-cè Bidh crionadh gus, gus an spreadh e, thòisich a-rithist.

Chan eil duine a 'bhuaidh a saidheansail teòiridh, cho fad cha tèid a leasachadh agus deuchainn a dhèanamh air. Einstein, a 'sgrìobhadh an co-aontar S = mc ^2, cha robh dùil gum bi e a' leantainn gu a 'Chogaidh armachd niùclasach. Tha cruthachaidh de eòlaichean fiosaig Cha robh fhios gum bi e na bhunait airson an leusair agus a 'ghluasad. Agus ged nach eil e fhathast aithnichte Dè a bhios a leithid a-mhàin teòiridheach bun-bheachd, a 'sealltainn eachdraidh a bhios gu cinnteach a' faighinn rudeigin iongantach.

Airson tuilleadh fiosrachaidh air seo beachd-bharail gheibhear ann an leabhar Endryu Tsimmermana "Super String Theory airson Dummies."