弦理论的基础

字符串理论是一种数学理论,试图解释某些目前在量子物理标准模型下无法解释的现象。

字符串理论的基础

串理论的核心是使用一维串的模型代替量子物理的粒子。这些串的大小为普朗克长度(10-35m),在特定的谐振频率下振动。字符串理论的一些**版本预测字符串可能具有更长的长度,**可达近毫米的尺寸,这意味着它们'在实验可以检测到它们的领域。字符串理论产生的公式预测超过四个维度(最常见的变体中为10或11,尽管一个版本需要26个维度),但额外维度为"卷曲"在普朗克长度内。

除了字符串之外,字符串理论还包含另一种称为brane的基本对象,它可以有更多的维度。在一些"braneworld场景中,"我们的宇宙实际上是"卡在"在三维brane(称为3-brane)内部。

字符串理论最初是在20世纪70年代开发的,试图解释与强子和其他基本物理粒子的能量行为的一些不一致之处。

与许多量子物理学一样,应用于弦理论的数学也不能**地解决。物理学家必须应用摄动理论来获得一系列近似解。当然,这些解决方案包括可能或可能不正确的假设。

这项工作背后的驱动希望是它将产生一个"一切理论,"包括解决量子重力问题,并使量子物理学与广义相对论相协调,从而协调物理学的基本力量。

字符串Th的变体eory

最初的字符串理论只关注波森粒子。

Superstring理论(简称"超对称串理论")将bosons与另一个粒子费米子以及超对称模型结合起来模拟重力。有五个独立的上环理论:

科普_1

  • 类型1
  • 类型IIA
  • 类型IIB
  • 类型HO
  • 类型HE

M-Theory篮球小知识:1995年提出的一种超环理论,它试图将I型,IIA型,IIB型,HO型和HE型模型合并为同一基本物理模型的变体。

字符串理论研究的一个结果是认识到可以构建大量可能的理论,导致一些人质疑这种方法是否会真正发展出所有理论"许多研究人员最初希望。相反,许多研究人员认为他们正在描述一个可能的理论结构的巨大串理论景观,其中许多实际上并没有描述我们的宇宙。

字符串理论研究

目前,字符串理论尚未成功做出任何预测,这也没有通过替代理论来解释。它既没有具体证明也没有伪造,尽管它具有数学特征,给许多物理学家带来了极大的吸引力。

许多提出的实验可能有可能显示"字符串效应。"许多此类实验所需的能量目前无法获得,尽管有些实验在不久的将来可能存在,例如可能的观察来自黑洞。

只有时间才能证明弦理论是否能够在科学中占据主导地位,而不仅仅是激发许多物理学家的心灵和思想。