Dalelių fizikos srityje stygų teorija sujungia kvantinę mechaniką ir Alberto Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją.
Pereiti į skyrių
- Kas yra styginių teorija?
- 5 pagrindinės stygų teorijos idėjos
- Trumpa styginių teorijos istorija
- Sužinokite daugiau
- Sužinokite daugiau apie Neil deGrasse Tyson „MasterClass“
Garsus astrofizikas Neilas deGrasse'as Tysonas moko jus, kaip rasti objektyvias tiesas, ir dalijasi savo įrankiais, kaip pranešti apie tai, ką atrandate.
alternatyviųjų kaštų didėjimo dėsnis rodo, kad:Sužinokite daugiau
Kas yra styginių teorija?
Stygų teorija pateikia teorinę sistemą, kurioje visos dalelės, pradedant fotonais ir baigiant kvarkais, yra vienos dimensijos eilutės, palyginti su nulio matmenų taškais. Jei būtų rasta stygų teorijos versija, kuri atitiktų visus kontekstus, tai būtų vienas matematinis modelis, apibūdinantis visatos prigimtį - visko teorija, kuri pakeistų standartinį fizikos modelį, kuris nepaaiškina gravitacijos.
5 pagrindinės stygų teorijos idėjos
Norint suprasti stygų teorijos ypatumus, reikia atlikti išsamų tyrimą, tačiau susipažinę su pagrindiniais stygų teorijos elementais, galėsite iš esmės suprasti pagrindines jos koncepcijas.
- Stygos ir branos : Stygos yra vienmatės gijos, kurios būna dviejų formų: atviros stygos ir uždaros stygos. Atviros eilutės galai nesusijungia, o uždara eilutė sudaro uždarą kilpą. Sėlenos (kilusios iš žodžio „membrana“) yra į lapą panašūs daiktai, prie kurių galų gali pritvirtinti stygos. Branos pagal kvantinės mechanikos taisykles sugeba judėti erdvėlaikiu.
- Papildomi erdviniai matmenys : Fizikai pripažįsta, kad mūsų visatoje yra trys erdviniai matmenys, tačiau styginių teoretikai pasisako už modelį, apibūdinantį papildomus erdvės matmenis. Styginių teorijoje mažiausiai šeši papildomi matmenys nepastebimi, nes jie yra glaudžiai suspausti į sudėtingą sulankstytą formą, vadinamą „Calabi-Yau“ kolektoriumi.
- Kvantinė gravitacija : Styginių teorija yra kvantinės gravitacijos teorija, nes ji bando sujungti kvantinę fiziką su bendrojo reliatyvumo teorija. Kvantinė fizika tiria mažiausius visatos objektus, tokius kaip atomai ir subatominės dalelės, o bendrasis reliatyvumas paprastai sutelkia dėmesį į didesnės apimties objektus visatoje.
- Supersimetrija : Supersimetrija, dar vadinama superstygų teorija, apibūdina santykį tarp dviejų tipų dalelių - bozonų ir fermionų. Supersimetrijos stygų teorijoje bozonas (arba jėgos dalelė) visada turi atitikmenį fermioną (arba materijos dalelę) ir atvirkščiai. Supersimetrijos samprata vis dar yra teorinė, nes mokslininkai dar nematė nė vienos iš šių dalelių. Kai kurie fizikai spėja, kad taip yra todėl, kad norint sukurti bozonus ir fermionus, prireiktų nepaprastai didelio energijos lygio. Šios dalelės galėjo egzistuoti ankstyvojoje visatoje prieš didįjį sprogimą, bet vėliau buvo suskaidytos į šiandien matomas mažesnės energijos daleles. Didysis hadronų susidūrėjas (didžiausios energijos dalelių susidūrėjas pasaulyje) tam tikru momentu gali generuoti pakankamai energijos šiai teorijai pagrįsti - nors iki šiol tai neparodė supersimetrijos.
- Suvienytos pajėgos : Stygų teoretikai mano, kad jie gali naudoti sąveikaujančias stygas paaiškindami, kaip keturios pagrindinės gamtos jėgos - sunkio jėga, elektromagnetinė jėga, stipri branduolinė jėga ir silpna branduolinė jėga - sukuria vieningą visko teoriją.
Trumpa styginių teorijos istorija
Ši laiko juosta žymi reikšmingus pasiekimus stygų teorijos srityje.
- 1968 m : Gabriele Veneziano, italų teorinė fizikė, dirbanti Europos branduolinių tyrimų organizacijoje (CERN), naudodama duomenis, surinktus iš įvairių dalelių greitintuvų, suformulavo stygų teorijos pagrindus. Jis sukonstravo dvigubo rezonanso modelį supratęs, kad gali naudoti 200 metų senumo „Euler“ beta funkcijos formulę, kad paaiškintų stipriai sąveikaujančių dalelių fizines savybes.
- 1970 m : Pavadinimas „stygų teorija“ sugalvotas, kai trys fizikai - Leonardas Susskindas, Holgeris Nielsenas ir Yoichiro Nambu - pasinaudojo Veneziano modeliu, kad visatą sudaro mažos vibruojančios stygos.
- 1971 m : Teorinės fizikos profesorius Pierre'as Ramondas pradėjo superstygų teorijos kūrimą, suformuluodamas supersimetrijos sampratą.
- 1974 m : Japonų fizikas Tamiaki Yoneya atrado, kad stygų teorijoje yra dalelė su gravitono savybėmis - kvantinė dalelė, turinti gravitacinę jėgą - ir suprato, kad stygų teorijos aspektai taip pat gali būti gravitacijos teorija.
- 1984 m : Anglų fizikas Michaelas Greenas ir amerikiečių fizikas Johnas Schwarzas atrado anomalijų panaikinimą I tipo stygų teorijoje, kuri tapo žinoma kaip Green-Schwarz mechanizmas. Šis įvykis dar labiau sujungė stygų teorijos idėjas su supersimetrija ir pradėjo pirmąją superstygų revoliuciją.
- 1985 m : „Princetono styginių kvartetas“ - Davidas Gossas, Jeffrey Harvey, Emilis Martinecas ir Ryanas Rohmas - atrado heterotines stygas, kurios yra uždaros stygos, kurios yra superstygos ir bosoninės stygos hibridai.
- devyniolika devyniasdešimt penki : Teorinis fizikas Edvardas Wittenas iš Progretono (Naujasis Džersis) pažangių studijų instituto pasiūlė, kad penkios skirtingos priimtos stygų teorijos versijos iš tikrųjų nėra atskiros teorijos. Wittenas pasiūlė, kad tai tik vienos teorijos, kurią Wittenas pavadino M-teorija, ribos. M-teorijos idėja pradėjo antrąją superstygų revoliuciją.
„MasterClass“
Pasiūlė jums
Internetinės klasės, kurias moko didžiausi pasaulio protai. Išplėskite savo žinias šiose kategorijose.
Neilas deGrasse'as TysonasMoko mokslinio mąstymo ir komunikacijos
ar vienas sakinys gali būti pastraipaSužinokite daugiau dr. Jane Goodall
Moko gamtosaugos
Sužinokite daugiau Chrisas Hadfieldas
Moko kosmoso tyrinėjimų
Sužinokite daugiau Matthew WalkerisMoko mokslo apie geresnį miegą
Sužinokite daugiauSužinokite daugiau
Gauti „MasterClass“ metinė narystė už išskirtinę prieigą prie vaizdo pamokų, kurias veda verslo ir mokslo šviesuliai, įskaitant Neilą deGrasse'ą Tysoną, Chrisą Hadfieldą, Jane Goodallą ir kt.
Įdomios Straipsniai
