Теорија струна

Из Википедије, слободне енциклопедије

Теорија струна је покушај да се у оквиру физике честица помире принципи квантне механике и опште релативности.[1] Такође, уколико се покаже као исправна, постаће главни кандидат за тзв. „Теорију свега“ (енгл. Theory of everything – ТОЕ), односно за покушај описивања свих познатих основних сила и стања материје, на коначан математички начин.

Како још увек не постоје релевантни експерименти којима се могу покрити сва позната енергетска стања честица, теорија струна је и даље предмет сукоба у научној јавности.[2]

Основна претпоставка теорије струна је то да електрони и кваркови у атому нису бездимензионе честице (у суштини, обичне тачке у простору), већ да су заправо једнодимензионалне осцилујуће линије, односно „струне“. Посматрано детаљније, теорија струна се бави и другим елементарним честицама, попут хадрона, бозона и фермиона, и њихових међусобних веза, обједињених под појмом суперсиметрије.

Упрошћено, по овој теорији, на квантни начин се посматрају затезање, кинетика и вибрације ових струна, аналогно обичној затегнутој жици у простору.

Додатни проблем и недоумице изазива и то, што је за потпуну примену теорије струна неопходно укључити и утицај неких, за сада још неуочених димензија универзума, уз већ постојеће и познате четири (три просторне, и једну временску).

Ова теорија је прилично млада, са зачецима у моделу двојне резонанције из 1969. године, и са првим правим значајнијим пробојима из '90 година прошлог столећа.

Научници који су поборници ове теорије, и који раде на њеном даљем развоју су Стивен Хокинг, Едвард Витен, Хуан Малдасена, Том Бенкс, Вили Фишлер, Стивен Шенкер, Стивен Габсер, Игор Клејбанов, Мичио Каку, Александер Пољаков и Леонард Саскинд. Њихови аргументи су да ова теорија омогућава квалитетно комбиновање квантне теорије поља и опште релативности, потом да је у складу са општим постулатима квантне гравитације (нпр. са термодинамиком црних рупа), и напокон, зато што је прошла низ квалитативних провера своје унутрашње (математичке) стабилности.[3][4][5][6][7][8][9]

Постоје и критичари међу признатим научницима, попут Ричарда Фајнмана, Питера Војта, Ли Смолина, Филипа Андерсона, Лоренса Крауса, Карла Ровелија и Шелдон Ли Глашоу, који ову теорију оспоравају зато што не даје готово никакве експерименталне квантитативне претпоставке, односно, једноставно речено, није прошла фазу испитивања кроз конкретне физичке експерименте, а све због огромних енергетских прохтева тих експеримената. Такође, број могућих решења је, према њиховом мишљењу, превелики да би теорија била квалитетна, а и у великој мери су решења зависна од претходних дешавања, да би их они сматрали релевантним.

Преглед[уреди]

Нивои магнификације:
1. Макроскопски ниво – материјаТекст натписа
2. Молекулски ниво
3. Атомиски ниво – Протони, неутрони, и електрони
4. Субатомски ниво – Електрон
5. Субатомски ниво – Кваркови
6. Ниво струна

Теорија струна постулира да електрони и кваркови унутар атома нису 0-димензиони објекти, него да се састоје од 1-димензионалних струна. Те струне могу да осцилују, што даје честицама њихов укус (квантни број), наелектрисање, масу и спин. Теорије струна такође обухватају објекте генералније од струна, зване бране. Реч брана, изведена из „мембрана“, се односи на различите међусобно повезане објекате, као што су Д-бране, црне п-бране и НС5-бране. То су проширени објекти који су наелектрисани извори за диференцијалну форму генерализација векторског потенцијала електромагнетног поља. Ови објекти су међусобно повезани различитим дуалностима. Црној рупи-сличне црне п-бране су идентификоване Д-бранама, које су крајње тачке струна, и та идентификација се назива Gauge-гравитациона дуалност. Истраживање ове једнакости је довело до нових сазнања о квантној хромодинамици, основној теорији јаке нуклеарне силе.[10][11][12][13] Струне формирају затворене петље, осим ако се сусретну са Д-бранама, где оне могу да се отворе у 1-димензионалне линије. Крајње тачке струна не могу да прекину Д-брану, али оне могу да прођу око на ње.

Референце[уреди]

  1. ^ Sunil Mukhi(1999)"The Theory of Strings: A Detailed Introduction"
  2. ^ Woit, Peter, Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law, Basic Books. 2007. ISBN 978-0-465-09276-5. pp.
  3. ^ Hawking, Stephen (2010). The Grand Design
  4. ^ Simeon Hellerman and Ian Swanson(2006): "Dimension-changing exact solutions of string theory"
  5. ^ Polchinski, Joseph (1998). String Theory
  6. ^ J. Maldacena (1997), The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity
  7. ^ Edward Witten (1998). "Anti-de Sitter space and holography"
  8. ^ N. Comins, W. Kaufmann (2008), Discovering the Universe: From the Stars to the Planets
  9. ^ Elias Kiritsis(2007) "String Theory in a Nutshell"
  10. ^ H. Nastase, More on the RHIC fireball and dual black holes, BROWN-HET-1466, arXiv:hep-th/0603176, March 2006,
  11. ^ H. Liu, K. Rajagopal, U. A. Wiedemann, An AdS/CFT Calculation of Screening in a Hot Wind, MIT-CTP-3757, arXiv:hep-ph/0607062 July 2006,
  12. ^ H. Liu, K. Rajagopal, U. A. Wiedemann, Calculating the Jet Quenching Parameter from AdS/CFT, Phys.Rev.Lett.97:182301,2006 arXiv:hep-ph/0605178
  13. ^ H. Nastase, The RHIC fireball as a dual black hole, BROWN-HET-1439, arXiv:hep-th/0501068, January 2005,

Литература[уреди]

Додатна литература[уреди]

Популарне књиге и чланци[уреди]

  • Superstrings: A Theory of Everything? (Reprint ed.). Cambridge: Cambridge University Press. July 31 1992. стр. 244. ISBN 0-521-43775-X. 
  • Gefter, Amanda (December 2005). Is string theory in trouble?. New Scientist Приступљено 19. 12. 2005.. 
  • Green, Michael (September 1986). Superstrings. Scientific American Приступљено 19. 12. 2005.. 
  • Brian Greene (October 20 2003). The Elegant Universe (Reissue ed.). New York: W.W. Norton & Company. стр. 464. ISBN 0-393-05858-1. 
  • Brian Greene (2004). The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. New York: Alfred A. Knopf. стр. 569. ISBN 0-375-41288-3. 
  • John Gribbin (1998). The Search for Superstrings, Symmetry, and the Theory of Everything. London: Little Brown and Company. стр. 224. ISBN 0-316-32975-4. 
  • Paul Halpern (2004). The Great Beyond: Higher Dimensions, Parallel Universes, and the Extraordinary Search for a Theory of Everything. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.. стр. 326. ISBN 0-471-46595-X. 
  • Dan Hooper (2006). Dark Cosmos: In Search of Our Universe's Missing Mass and Energy. New York: HarperCollins. стр. 240. ISBN 978-0-06-113032-8. 
  • Michio Kaku (April 1994). Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Universes, Time Warps, and the Tenth Dimension. Oxford: Oxford University Press. стр. 384. ISBN 0-19-508514-0. 
  • Klebanov, Igor and Juan Maldacena (January 2009). Solving Quantum Field Theories via Curved Spacetimes. Physics Today.
  • George Musser (2008). The Complete Idiot's Guide to String Theory. Indianapolis: Alpha. стр. 368. ISBN 978-1-59-257702-6. 
  • Lisa Randall (September 1 2005). Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions. New York: Ecco Press. стр. 512. ISBN 0-06-053108-8. 
  • Leonard Susskind (December 2006). The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design. New York: Hachette Book Group/Back Bay Books. стр. 403. ISBN 0-316-01333-1. 
  • Gary Taubes (November 1986). "Everything's Now Tied to Strings" Discover Magazine vol 7, #11.
  • Alex Vilenkin (2006). Many Worlds in One: The Search for Other Universes. New York: Hill and Wang. стр. 235. ISBN 0-8090-9523-8. 
  • Witten, Edward (June 2002). The Universe on a String (PDF). Astronomy Magazine Приступљено 19. 12. 2005.. 

Две нетехничке књиге које су критичне за разумевање теорије струна:

  • Lee Smolin (2006). The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next. New York: Houghton Mifflin Co.. стр. 392. ISBN 0-618-55105-0. 
  • Peter Woit (2006). Not Even Wrong - The Failure of String Theory And the Search for Unity in Physical Law. London: Jonathan Cape &: New York: Basic Books. стр. 290. ISBN 978-0-465-09275-8. ISBN 0-224-07605-1. 

Уџбеници[уреди]

  • Becker, Katrin, Becker, Melanie, and John H. Schwarz (2007) String Theory and M-Theory: A Modern Introduction . Cambridge University Press. ISBN 0-521-86069-5
  • Binétruy, Pierre (2007) Supersymmetry: Theory, Experiment, and Cosmology. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850954-7.
  • Dine, Michael (2007) Supersymmetry and String Theory: Beyond the Standard Model. Cambridge University Press. ISBN 0-521-85841-0.
  • Frampton, Paul H. (1974). Dual Resonance Models. Frontiers in Physics. ISBN 0-8053-2581-6. 
  • Gasperini, Maurizio (2007) Elements of String Cosmology. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-86875-4.
  • Michael Green, John H. Schwarz and Edward Witten (1987) Superstring theory. Cambridge University Press. The original textbook.
  • Kiritsis, Elias (2007) String Theory in a Nutshell. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12230-4.
  • Johnson, Clifford (2003). D-branes. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-80912-6. 
  • Polchinski, Joseph (1998) String Theory. Cambridge University Press.
  • Szabo, Richard J. (Reprinted 2007) An Introduction to String Theory and D-brane Dynamics. Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-427-7.
  • Barton Zwiebach (2004) A First Course in String Theory. Cambridge University Press. ISBN 0-521-83143-1.

Технички и критички:

  • Roger Penrose (February 22 2005). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Knopf. стр. 1136. ISBN 0-679-45443-8. 

Онлајн материјал[уреди]

Спољашње везе[уреди]