• Вы находитесь тут:
  • Bad Android
  • Блоги
  • Теория струн: краткий обзор для начинающих

Теория струн: краткий обзор для начинающих

Теория струн — это одна из революционных и самых противоречивых теорий в физике, целью которой является объединение всех частиц и фундаментальных сил природы в единую теорию.

Теория струн

Наряду с чувствами, ловкостью рук, острым мозгом и, то, что происходит с человеческим телом, является любознательным и чрезмерно любопытным. Человеческий ум продолжает выяснять идеи, стоящие за всем, что находится вокруг него. Наша удивительно скоординированная вселенная вызывает у нас страх и является подходящим предметом для изучения.

История теории струн

История теории струн начинается с теории Калуцы-Клейна, которая пыталась объединить гравитацию и электромагнетизм.

Согласно теории Калуца-Клейна в 1921 году было предложено четыре, а не три пространственных измерения. Одно из этих измерений не бесконечно расширено, а свернуто само по себе, явление, называемое компактификацией.

Кроме того, в этом 4-мерном мире есть только гравитация, и нет электромагнетизма. Это предложение с помощью расчетов показало, что гравитон (носитель силы гравитации), частица со спином 2, распадается на частицу со спином 1 в трехмерном мире.

Таким образом, теория объясняет объединение электромагнетизма и гравитации. Если представить проволоку или палочку, которая была сделана настолько маленькой, что вы не можете воспринимать ее ширину.

Вы просто испытаете одно измерение, а другие будут скрыты или компактифицированы.

Теория Калуцы-Кляйна не стала популярной, потому что принятое ею понятие квантовой гравитации казалось слишком странным для научного сообщества.

Однако 70-е годы были десятилетием теории струн. Джеффри Чу, Леонард Сусскинд, К. Шмид и другие разработали теорию струн для объяснения «адронов». Габриэле Венециано был еще одним крупным автором, которому приписывают развитие теории струн.

Большой толчок теория струн получила с гипотезой «Янга-Миллса». Эта новая теория пыталась объединить все фундаментальные силы, кроме гравитации. Эта попытка была названа «великим объединением».

Теория струн бросает вызов основному подходу и дает нам потрясающую новую перспективу увидеть реальность.

Физики объясняли наблюдаемую вселенную законами движения Галилея. Ньютон добавил к своему арсеналу гравитационную силу, и все стало более понятным.

Затем появились электрические и магнитные силы, которые объяснялись законами Кулона и Ампера. Максвелл сделал большой прорыв, когда он объединил электрические и магнитные силы в электромагнетизм.

Он даже объяснил носителя силы, которыми являются фотоны. Но мы все еще не знаем о силе гравитации.

Эйнштейн был первым, кто продвинулся в этом направлении благодаря своей теории специальной и общей теории относительности. Он пытался объяснить гравитацию исключительно с точки зрения геометрии.

Но мир науки был полностью перевернут с ног на голову Гейзенбергом и другими, когда они добавили наиболее существенную главу квантовой физики. До этого момента классическая модель и электромагнетизм проделали большую работу, объясняя феномен и взаимодействия на макроскопическом уровне.

Квантовая физика теперь позволила физикам объяснить и микроскопический мир. Позже, слабые и сильные ядерные силы были обнаружены, и мы получили наши четыре фундаментальные силы.

Сначала были обнаружены молекулы, которые долго удерживали место «фундаментальной частицы». Затем была очередь атома. Позже электроны, протоны и нейтроны.

На данный момент рассматривают бозоны (например, глюоны, хиггсы) и фермионы (например, кварки, лептоны), как элементарные частицы. Эти фундаментальные частицы и их взаимодействие друг с другом довольно точно иллюстрировали природу реальности, за исключением гравитации.

Теория струн

За этим открытием стоит математика, теория основана на простых предположениях и расчетах. Элементарные частицы настолько малы, что имеют размерность Планка, которая составляет 10-33, их невозможно даже наблюдать.

Физики решили эту загадку, рассматривая эти частицы как «точку» в нашем трехмерном мире. В сочетании с четвертым измерением времени они прослеживают «мировую линию».

Более того, у этих точек есть квантовые состояния, которые мы называем массой, зарядом и т. д. Но вы не можете многое сделать с этими точечными частицами. Это оказалось серьезным препятствием при формулировании взаимодействия между различными частицами.

В 50-х и 60-х годах ускорители частиц производили совершенно новые композитные частицы. Габриэле Венециано придумал Теорию струн, чтобы описать структуру массы и спинов «адронов».

Тем не менее, его теоретическая модель струн не удалась для адронов, но позже она была восстановлена, чтобы описать все элементарные частицы.

Теория струн простыми словами

Теория струн предполагает, что маленькие струны размером с планковскую длину являются элементарными объектами, а не элементарными частицами. Все элементарные частицы могут быть описаны, как струны с различными квантовыми состояниями.

Существует довольно известная аналогия этих теоретических струн со струнами скрипки. Поскольку разные колебания струны на скрипке производят разные ноты, аналогичным образом разные квантовые состояния струны порождают все возможные элементарные частицы, будь то электрон, кварк или глюон.

В более широком масштабе вы не видите струны, они выглядят как элементарные частицы, с которыми мы хорошо знакомы.

Вы можете спросить, из чего состоят эти строки. Ну, они не сделаны из ничего, но они сами делают все.

Например, в стандартной модели стул состоит из дерева, которое, в свою очередь, состоит из разных молекул, которые сами состоят из разных атомов, состоящих из электронов, протонов (из кварков) и нейтронов (также образованных из кварков).

Но что эти кварки и электроны имеют в своем окончательном распаде? Ничего, потому что они являются конечным продуктом распада.

Итак, как же одномерный элементарный объект продвигается над точечными частицами? Видите ли, кроме своих квантовых состояний, эти строки также имеют длину.

Таким образом, эти строки могут иметь несколько аранжировок, например, они могут быть «открытыми» или «закрытыми». Открытые строки могут соединяться с одним концом и формировать новую открытую строку, или две открытые строки могут объединяться и образовывать закрытую строку.

Интуитивно понятно, что эти струны должны иметь некоторое «напряжение». Это напряжение вызывает различные виды вибрации и порождает все формы элементарных частиц.

Самая ошеломляющая особенность теории струн — это ее дополнительные размеры. Мы живем в четырехмерном мире с тремя пространственными и одним временным измерением.

2

Комментарии


Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, авторизируйтесь!
  • Теория Единого Поля давно создана, в конце 80-х. Она просто и красиво объясняет природу всех физических взаимодействий и объединяет их. ТЕП объясняет природу всех физических явлений известных, и помогла открыть и объяснить десятки новых физических эффектов. На базе этих открытий сделаны прорывные изобретения.
  • Хаотично. Масса ошибок. Текст не сверялся совсем. Любимое слово «это» !! Цитата «Физики решили эту загадку, рассматривая эти частицы как „точку“ в нашем трехмерном мире. Более того, у этих точек есть квантовые состояния, которые мы называем массой, зарядом и т. д. Но вы не можете многое сделать с этими точечными частицами. Это оказалось серьезным препятствием при формулировании взаимодействия между различнымии частицами.» Каково написано!! Но в общем и целом считаю текст неплохим, хоть что-то «новички» вынесут для себя
  • Вы находитесь тут:
  • Bad Android
  • Блоги
  • Теория струн: краткий обзор для начинающих
  • Вы находитесь тут:
  • Bad Android
  • Блоги
  • Теория струн: краткий обзор для начинающих