Სუპერ სიმების თეორია პოპულარული ენის Dummies

სუპერ სიმების თეორია, პოპულარულ ენაზე, არის სამყარო, როგორც კომპლექტი ვიბრაციული ბოჭკო ენერგია - strings. ისინი საფუძველზე ბუნება. ჰიპოთეზა აღწერს სხვა ელემენტები - branes. ყველა ნივთიერებების ჩვენი სამყარო შედგება ვიბრაცია და სიმები branes. ბუნებრივი შედეგი თეორია არის აღწერა სიმძიმის. სწორედ ამიტომ მეცნიერებს მიაჩნიათ, რომ იგი შეიცავს გასაღები გაერთიანების სიმძიმის სხვა ურთიერთქმედების.

კონცეფცია შეიმუშავა

თეორია ერთიანი სფეროში, სუპერ სიმების თეორია - წმინდა მათემატიკური. ისევე როგორც ყველა ფიზიკური ცნებები, ეს ეფუძნება განტოლებები, რომ შეიძლება ინტერპრეტირებულ იქნას გარკვეული გზა.

დღეს, არავინ იცის, ზუსტად რა იქნება საბოლოო ვერსია ამ თეორიის. მეცნიერები საკმაოდ ბუნდოვანი იდეა მისი საერთო ელემენტები, მაგრამ არავის გაუკეთებია ამუშავება საბოლოო განტოლება იქნება მოიცვა ყველა სუპერ სიმების თეორიას და ექსპერიმენტი ჯერ არ ყოფილა შეუძლია დაადასტუროს, რომ ეს (თუმცა უარყოფს ძალიან). ფიზიკოსები შევქმენით გამარტივებული ვერსია განტოლება, მაგრამ ჯერჯერობით ეს არ საკმაოდ აღწერს ჩვენს სამყაროს.

სუპერ სიმების თეორია დამწყებთათვის

ამ ჰიპოთეზის ხუთ ძირითადი იდეები.

1. სუპერ სიმების თეორია ვარაუდობს, რომ ყველა ობიექტი ჩვენს სამყაროში შედგება ვიბრაციული ბოჭკო ენერგეტიკისა და გარსის.
2. იგი ცდილობს შერიგება ფარდობითობის ზოგადი (სიმძიმის) ერთად კვანტური ფიზიკა.
3. სუპერ სიმების თეორია ინტეგრირება ყველა ფუნდამენტური ძალები სამყაროს.
4. ეს ჰიპოთეზა პროგნოზირებს ახალი კავშირი, supersymmetry შორის ორი ძირეულად განსხვავებული ტიპის ნაწილაკების, bosons და ფერმიონები.
5. კონცეფცია აღწერს მთელი რიგი დამატებითი, როგორც წესი, არასაბაზრო ზომები სამყაროს.

Strings და branes

თეორიის გაჩნდა 1970 წელს, ენერგეტიკის მიმართულება ის იყო მიჩნეული 1 განზომილებიანი ობიექტების - strings. სიტყვა "ერთ განზომილებიანი" მიუთითებს, რომ სიმებიანი აქვს მხოლოდ ერთი განზომილება, სიგრძე, როგორც ეწინააღმდეგებოდა, მაგალითად, მოედანზე, რომელსაც აქვს სიგრძე და სიმაღლე.

ეს სუპერ სიმების თეორია იყოფა ორი სახის - დახურული და ღია. Open string რჩევები, რომლებიც არ არიან ერთმანეთთან კონტაქტში, ხოლო დახურულ სიმებიანი არის მარყუჟის ღია მთავრდება. შედეგად, აღმოჩნდა, რომ ეს სტრიქონები, strings მოუწოდა პირველი ტიპის, დაუცველი 5 ძირითად სახის ურთიერთქმედების.

ურთიერთქმედება ეფუძნება strings უნარი დაკავშირება და გაუზიაროს მათი რჩევები. მას შემდეგ, რაც მთავრდება ღია სტრიქონები შეიძლება გავერთიანდეთ შექმნას დახურული, შეუძლებელია მშენებლობა თეორია Superstrings, არ ჩათვლით looped string.

ეს დადასტურდა მნიშვნელოვანია, როგორც დახურულ სიმები თვისებები, რომლებიც მიიჩნევენ, რომ ფიზიკა, რომელიც ვერ აღწერს სიმძიმის. სხვა სიტყვებით, მეცნიერები მიხვდნენ, რომ სუპერ სიმების თეორიას, ნაცვლად განმარტების საკითხზე ნაწილაკების შეგიძლიათ აღწერს მათი ქცევის და მიზიდულობის ძალა.

წლების შემდეგ აღმოჩნდა, რომ, გარდა სიმები, და სხვა აუცილებელი ელემენტები თეორია. ისინი შეიძლება ჩაითვალოს ფურცლები ან brane. Strings შეიძლება მათზე ერთი ან ორივე მხარეს.

კვანტური გრავიტაციის

თანამედროვე ფიზიკა აქვს ორი ძირითადი სამეცნიერო სამართალი: ზოგადი ფარდობითობის თეორია (GR) და კვანტური. ისინი წარმოადგენენ სრულიად განსხვავებული დარგში. კვანტური ფიზიკის ეხება tiniest ნაწილაკების ბუნებრივი და GTR, როგორც წესი, აღწერს ბუნების მასშტაბის პლანეტები, გალაქტიკები და სამყაროს, როგორც მთელი. ჰიპოთეზა, რომ ცდილობენ აერთიანებს მათ, ეწოდება თეორიის კვანტური გრავიტაცია. ყველაზე პერსპექტიულ ეს არის ახლა სიმებიანი.

დახურული თემა შეესაბამება ქცევის სიმძიმის. კერძოდ, მათ გააჩნიათ თვისებები graviton ნაწილაკების ტრანსპორტირების სიმძიმის შორის ობიექტები.

ძალებთან

სიმებიანი თეორია ცდილობს გაერთიანდეს ოთხი ძალები - ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი ბირთვული ძალები და სიმძიმის - ერთ. ჩვენს სამყაროში, ისინი მანიფესტი თავად ოთხი განსხვავებული მოვლენები, მაგრამ string თეორეტიკოსები თვლიან, რომ ადრეული სამყაროს, როდესაც არ იყო ძალიან მაღალი დონის ენერგეტიკული, ყველა ეს ძალები აღწერილი strings, ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან.

supersymmetry

ყველა ნაწილაკების სამყაროს შეიძლება დაიყოს ორი სახის: bosons და ფერმიონები. სიმებიანი თეორია ვარაუდობს, რომ არსებობს კავშირი მათ შორის, ცნობილი როგორც supersymmetry. თუ supersymmetry თითოეული ბოზონი და fermion უნდა არსებობდეს თითოეული fermion - boson. სამწუხაროდ ექსპერიმენტულად ასეთი ნაწილაკების არ დასტურდება.

სუპერსიმეტრია მათემატიკური ურთიერთობისათვის ელემენტებს შორის ფიზიკური განტოლებები. იგი ნაპოვნი იქნა სხვადასხვა სფეროში ფიზიკა და მისი გამოყენების გამოიწვია renaming თეორიის supersymmetry სიმებიანი (ან სუპერ სიმების თეორიას, პოპულარულ ენაზე) შუა 1970.

ერთ-ერთი უპირატესობა supersymmetry არის ის, რომ მნიშვნელოვნად ამარტივებს განტოლება, რომელიც საშუალებას აღმოფხვრას რამდენიმე ცვლადი. გარეშე supersymmetry განტოლებები გამოიწვიოს ფიზიკური წინააღმდეგობა, როგორიცაა უსასრულო ღირებულება და წარმოსახვითი ენერგიის დონეზე.

მას შემდეგ, რაც მეცნიერები არ შეინიშნება ნაწილაკების იწინასწარმეტყველა supersymmetry, ეს არის კიდევ ჰიპოთეზა. ბევრი ფიზიკოსები მჯერა, რომ ამის მიზეზი - საჭიროება მნიშვნელოვანი თანხა ენერგეტიკის, რომელიც უკავშირდება ცნობილი წონა აინშტაინის განტოლებას E = mc ^2. ეს ნაწილაკები შეიძლება არსებობდეს ადრეული სამყაროს, მაგრამ, როგორც ეს არ დამთავრდება ქვემოთ, და შემდეგ Big Bang, ენერგეტიკული გავრცელება, ამ ნაწილაკების გადავიდა დაბალი ენერგეტიკულ დონეზე.

სხვა სიტყვებით, სიმები vibrate როგორც მაღალი ენერგეტიკული ნაწილაკების დაკარგული ენერგია, რაც მათ ელემენტების ქვედა ვიბრაცია.

მკვლევარებმა იმედი გამოთქვა, რომ ასტრონომიული დაკვირვება და ექსპერიმენტი ნაწილაკების ამაჩქარებლები ადასტურებენ თეორია, საიდენტიფიკაციო ზოგიერთი სუპერსიმეტრიული ელემენტები უმაღლესი ენერგია.

დამატებითი ღონისძიებების

სხვა მათემატიკური შედეგი სიმების თეორია არის ის, რომ აზრი მსოფლიოში, რიგი ღონისძიებების მეტია სამი. ამჟამად, არსებობს ორი ახსნა ეს:

1. დამატებითი ღონისძიებების (ექვსი მათგანი) არ იკეცება, ან, ტერმინოლოგიით სიმების თეორია compactified წარმოუდგენლად მცირე ზომის, აღიქვამს, რომელიც არასოდეს არ გავიდა.
2. ჩვენ დავრჩებოდით 3 განზომილებიანი brane, და სხვა ზომები სცილდება და არ არის შესაძლებელი ჩვენთვის.

მნიშვნელოვანი კვლევის შორის თეორეტიკოსები არის მათემატიკური მოდელირება, თუ როგორ ეს დამატებითი თანამდებობები შეიძლება უკავშირდებოდეს ჩვენი საკუთარი. ბოლო შედეგები პროგნოზით, მეცნიერები მალე შეძლებს აღმოაჩინოს ეს დამატებითი ზომები (თუ არსებობს), მომავალ ექსპერიმენტი, რადგან ისინი შეიძლება იყოს უფრო დიდი, ვიდრე ადრე მოსალოდნელია.

გაგება მიზნით

მიზანთან მეცნიერები იძიებს Superstrings - "ყველაფრის თეორია", ანუ ერთი ფიზიკური ჰიპოთეზა, რომ ფუნდამენტური დონეზე აღწერს ყველა ფიზიკური რეალობა ... თუ წარმატებული, განემარტა, ბევრი კითხვის სტრუქტურა ჩვენი სამყარო.

ახსნა აქვს მნიშვნელობა და მასობრივი

ერთ-ერთი მთავარი ამოცანები თანამედროვე კვლევის - ძიება გადაწყვეტილებები რეალური ნაწილაკების.

სიმებიანი თეორია დაიწყო, როგორც კონცეფცია, სადაც აღწერილია ნაწილაკებს, როგორიცაა hadrons, სხვადასხვა უმაღლესი vibrational ქვეყნების სიმები. ყველაზე თანამედროვე ფორმულირებები, საკითხზე, შეინიშნება ჩვენი სამყარო არის შედეგი ვიბრაციის სტრიქონები და branes ყველაზე დაბალი ენერგია. ვიბრაცია წარმოქმნის უფრო მაღალი ენერგეტიკული ნაწილაკების, რომლებიც ახლა ჩვენს სამყაროში არ არსებობს.

მასა ამ ელემენტარული ნაწილაკების არის გამოვლინება როგორ სიმები და branes compactified გახვეული დამატებითი ზომები. მაგალითად, გამარტივებული, როდესაც ისინი იკეცება ფორმის Donut, მოუწოდა მათემატიკოსები და ფიზიკოსები torus string შეგიძლიათ გადაიტანოთ ამ ფორმით ორი გზა:

• მოკლე ციკლი ცენტრში torus;
• ხანგრძლივი loop მთელი გარე წრეწირი torus.

მოკლე loop არის ნათელი ნაწილაკების, და ყველაზე - მძიმე. როდესაც თქვენ გადატანა სიმებიანი გარშემო toroidal compactified საზომი ფორმირების ახალი ელემენტები სხვადასხვა მასები.

სუპერ სიმების თეორია, მოკლედ და გასაგებად, მარტივად და ელეგანტურად განმარტავს გარდამავალი სიგრძე მასობრივი. ჩამონგრეული საზომი ბევრად უფრო რთული torus, მაგრამ პრინციპში ისინი ასევე მუშაობენ.

არ არის გამორიცხული, თუმცა, ეს რთული წარმოსადგენია, რომ ტვინის დასრულდება torus ორი მიმართულებით, ამავე დროს, რის შედეგადაც სხვა ნაწილაკების სხვადასხვა მასა. Branes ასევე შეგიძლიათ გადაიტანოთ დამატებითი ზომები, შექმნა კიდევ უფრო მეტ შესაძლებლობებს.

განმარტება სივრცე და დრო

ბევრი ვერსიები სუპერ სიმების თეორია საზომი ჩამონგრევის გამო, რაც მათ არასაბაზრო მიმდინარე დონის ტექნოლოგიების განვითარებას.

დღეისათვის იგი არის ნათელი თუ არა სიმების თეორია შეიძლება აიხსნას ფუნდამენტური ხასიათის სივრცე და დრო, ვიდრე აინშტაინი. ეს ზომები ფონზე ურთიერთქმედების strings და დამოუკიდებელი რეალური აზრი არ.

ჩვენ გთავაზობთ განმარტებით, არ არის მთლიანად დასრულდა, რომელიც ეხება წარდგენის დრო-სივრცის, როგორც წარმოებული საერთო თანხა ყველა string ურთიერთქმედების.

ეს მიდგომა არ აკმაყოფილებს შეხედულებებს ზოგიერთ ფიზიკოსები, რომელმაც გამოიწვია კრიტიკა ჰიპოთეზა. საკონკურსო თეორია loop კვანტური გრავიტაცია როგორც ამოსავალი წერტილი გამოყენებით quantization სივრცე და დრო. ზოგი ფიქრობს, რომ საბოლოოდ ეს იქნება მხოლოდ განსხვავებული მიდგომა ყველა იმავე ძირითადი ჰიპოთეზა.

Quantization სიმძიმის

მთავარი მიღწევა ამ ჰიპოთეზის დადასტურების შემთხვევაში, იქნება კვანტური გრავიტაციის თეორია. აქტუალური აღწერა სიმძიმის in ზოგადი ფარდობითობის შეუსაბამოა კვანტური ფიზიკა. და ბოლოს, შეზღუდვების ქცევის მცირე ნაწილაკები, ხოლო ცდილობს შეისწავლონ სამყაროს უკიდურესად მცირე მასშტაბის იწვევს წინააღმდეგობები.

გაერთიანების ძალები

ამჟამად, ფიზიკოსები ცნობილია ოთხი ფუნდამენტური ძალების: სიმძიმის, ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი ბირთვული ურთიერთქმედების. სიმებიანი თეორია გულისხმობს, რომ ყველა აქამდე მანიფესტაციების იმავე.

ამ თეორიის თანახმად, როგორც ადრეული სამყაროს გაციების შემდეგ big bang, ეს არის ერთ ურთიერთქმედების გაიყო სხვადასხვა ოპერაციული დღეს.

ექსპერიმენტი მაღალი ენერგეტიკული ოდესმე საშუალებას გვაძლევს იპოვოს კავშირი ამ ძალებს, მიუხედავად იმისა, რომ ეს ექსპერიმენტი სცილდება მიმდინარე ტექნოლოგიების განვითარებას.

ხუთ პარამეტრები

მას შემდეგ, რაც სუპერ სიმების რევოლუცია 1984 წელს, განვითარება მოხდა დაუდეგარი ტემპებით. შედეგად, ნაცვლად ერთი კონცეფცია აღმოჩნდა ხუთ, სახელწოდებით type I, IIA, IIB, HO, მისი, რომელთაგან თითოეული თითქმის მთლიანად აღწერს ჩვენს სამყაროში, მაგრამ არა ბოლომდე.

ფიზიკა, ეხება მობილური სიმების თეორია, იმ იმედით, რომ ნამდვილი უნივერსალური ფორმულა, ის 5 სხვადასხვა ვარიანტი თვითკმარი. ზოგიერთი მათი თვისებები აისახება ფიზიკური რეალობა მსოფლიოში, სხვები სიმართლეს არ შეესაბამება.

M-თეორია

გამართულ კონფერენციაზე 1995 წელს, ფიზიკოსი ედვარდ Witten შემოთავაზებული თამამი გამოსავალი ხუთ ჰიპოთეზა. დაყრდნობით ბოლო აღმოჩენა გაორება, ყველა ისინი განსაკუთრებულ შემთხვევებში ერთი ყოვლისმომცველი კონცეფცია მოუწოდა Witten M თეორია Superstrings. ერთ-ერთი ძირითადი ცნებები გახდა, brane (აბრევიატურა გარსის), ძირითადი ობიექტების ერთზე მეტი განზომილება. მიუხედავად იმისა, რომ ავტორს არ შესთავაზა სრული ვერსია, რომელიც არ არის ჯერჯერობით, M თეორია Superstrings მოკლედ შედგება შემდეგი თვისებები:

• 11-განზომილება (10 + 1 სივრცის დროითი განზომილება);
• გაორება, რომელიც გამოიწვევს ხუთ თეორიები ასახსნელად იგივე ფიზიკური რეალობა;
• branes - სიმები, უფრო მეტია, ვიდრე 1 გაზომვა.

გამოძიება

შედეგად, ნაცვლად ერთი იყო 10 ⁵⁰⁰ გადაწყვეტილებებს. ზოგიერთი ფიზიკოსები ეს იყო მიზეზი კრიზისის, სხვებმა ანთროპული პრინციპი, რომელიც განმარტავს თვისებები სამყაროს ჩვენი ყოფნა მას. ეს რჩება მოსალოდნელი იყო, როდესაც თეორეტიკოსები ნახავთ სხვა გზა ნავიგაცია სუპერ სიმების თეორიას.

ზოგიერთი ინტერპრეტაციები ვთქვა, რომ ჩვენი სამყარო არ არის მხოლოდ ერთი. ყველაზე რადიკალური ვერსიით საშუალებას არსებობის უსასრულო რაოდენობის სამყარო, ზოგიერთი რომელიც შეიცავს ზუსტი ასლები ჩვენი საკუთარი.

აინშტაინის თეორია წინასწარმეტყველებს არსებობა დაყვანილი სივრცეში, რომელსაც wormhole და Einstein-Rosen ხიდი. ამ შემთხვევაში ორი დისტანციური საიტი დაკავშირებული მოკლე გავლას. სუპერ სიმების თეორია საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ, რომ, მაგრამ ასევე დაკავშირებით დისტანციური რაოდენობა პარალელური სამყაროს. თქვენ კი გადაიტანოს შორის universes სხვადასხვა ფიზიკის კანონები. თუმცა, სავარაუდოა, როცა კვანტური გრავიტაციის თეორია, რათა მათი არსებობა შეუძლებელია.

ბევრი ფიზიკოსები მჯერა, რომ ჰოლოგრაფიული პრინციპი, როდესაც ყველა ინფორმაციას, რომელსაც შეიცავს მოცულობის სივრცე, შეესაბამება ინფორმაციის ჩაწერა ზედაპირზე, რომელიც საშუალებას მისცემს უფრო ღრმა გაგება კონცეფცია ძალა ბოჭკო.

ზოგი მიიჩნევს, რომ სუპერ სიმების თეორიას საშუალებას იძლევა მრავალი ღონისძიებების დროს, რის შედეგადაც შეიძლება იყოს მოგზაურობის მათ.

გარდა ამისა, პროექტის ფარგლებში ჰიპოთეზა არსებობს ალტერნატივა Big Bang მოდელი, რომლის მიხედვითაც ჩვენი სამყაროს შედეგი იყო შეჯახება ორ branes და გადის განმეორებითი ციკლები შექმნა და განადგურება.

საბოლოო ბედი სამყაროს ყოველთვის ოკუპირებულ ფიზიკოსები, და საბოლოო ვერსია სიმების თეორიის დაგეხმარებათ განსაზღვრავს სიმჭიდროვე საკითხზე და კოსმოლოგიურ მუდმივი. იცის ეს ღირებულებები, კოსმოლოგი შეძლებთ, რათა დადგინდეს, თუ არა სამყაროს შემცირდება, სანამ, სანამ აფეთქდა, ყველა ისევ დაიწყო.

არავინ იცის შედეგების სამეცნიერო თეორია, რადგან ეს არ იქნება შემუშავებულია და გამოცდილია. Einstein, წერა განტოლება E = mc ^2, არ ველოდი, რომ ეს გამოიწვევს გაჩენის ბირთვული იარაღი. შემოქმედთა კვანტური ფიზიკა არ ვიცი, რომ ეს იქნება საფუძველი ლაზერული და ტრანზისტორი. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ არ არის ცნობილი, თუ რა იქნება ასეთი თეორიული კონცეფცია, ისტორია გვიჩვენებს, რომ აუცილებლად მიიღოთ რაიმე საგანგებო.

დამატებითი ინფორმაცია ამ ჰიპოთეზა შეიძლება ნაპოვნი წიგნის endryu Tsimmermana "Super String Theory for Dummies".