弦理論的基礎(chǔ)

字符串理論是一種數(shù)學(xué)理論,試圖解釋某些目前在量子物理標(biāo)準(zhǔn)模型下無法解釋的現(xiàn)象。

字符串理論的基礎(chǔ)

串理論的核心是使用一維串的模型代替量子物理的粒子。這些串的大小為普朗克長度(10-35m),在特定的諧振頻率下振動。字符串理論的一些**版本預(yù)測字符串可能具有更長的長度,**可達(dá)近毫米的尺寸,這意味著它們'在實(shí)驗(yàn)可以檢測到它們的領(lǐng)域。字符串理論產(chǎn)生的公式預(yù)測超過四個(gè)維度(最常見的變體中為10或11,盡管一個(gè)版本需要26個(gè)維度),但額外維度為"卷曲"在普朗克長度內(nèi)。

除了字符串之外,字符串理論還包含另一種稱為brane的基本對象,它可以有更多的維度。在一些"braneworld場景中,"我們的宇宙實(shí)際上是"卡在"在三維brane(稱為3-brane)內(nèi)部。

字符串理論最初是在20世紀(jì)70年代開發(fā)的,試圖解釋與強(qiáng)子和其他基本物理粒子的能量行為的一些不一致之處。

與許多量子物理學(xué)一樣,應(yīng)用于弦理論的數(shù)學(xué)也不能**地解決。物理學(xué)家必須應(yīng)用攝動理論來獲得一系列近似解。當(dāng)然,這些解決方案包括可能或可能不正確的假設(shè)。

這項(xiàng)工作背后的驅(qū)動希望是它將產(chǎn)生一個(gè)"一切理論,"包括解決量子重力問題,并使量子物理學(xué)與廣義相對論相協(xié)調(diào),從而協(xié)調(diào)物理學(xué)的基本力量。

字符串Th的變體eory

最初的字符串理論只關(guān)注波森粒子。

Superstring理論(簡稱"超對稱串理論")將bosons與另一個(gè)粒子費(fèi)米子以及超對稱模型結(jié)合起來模擬重力。有五個(gè)獨(dú)立的上環(huán)理論:

科普_1

  • 類型1
  • 類型IIA
  • 類型IIB
  • 類型HO
  • 類型HE

M-Theory籃球小知識:1995年提出的一種超環(huán)理論,它試圖將I型,IIA型,IIB型,HO型和HE型模型合并為同一基本物理模型的變體。

字符串理論研究的一個(gè)結(jié)果是認(rèn)識到可以構(gòu)建大量可能的理論,導(dǎo)致一些人質(zhì)疑這種方法是否會真正發(fā)展出所有理論"許多研究人員最初希望。相反,許多研究人員認(rèn)為他們正在描述一個(gè)可能的理論結(jié)構(gòu)的巨大串理論景觀,其中許多實(shí)際上并沒有描述我們的宇宙。

字符串理論研究

目前,字符串理論尚未成功做出任何預(yù)測,這也沒有通過替代理論來解釋。它既沒有具體證明也沒有偽造,盡管它具有數(shù)學(xué)特征,給許多物理學(xué)家?guī)砹藰O大的吸引力。

許多提出的實(shí)驗(yàn)可能有可能顯示"字符串效應(yīng)。"許多此類實(shí)驗(yàn)所需的能量目前無法獲得,盡管有些實(shí)驗(yàn)在不久的將來可能存在,例如可能的觀察來自黑洞。

只有時(shí)間才能證明弦理論是否能夠在科學(xué)中占據(jù)主導(dǎo)地位,而不僅僅是激發(fā)許多物理學(xué)家的心靈和思想。