Teorija struna

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Jump to navigation Jump to search

Teorija struna je pokušaj da se u okviru fizike čestica pomire principi kvantne mehanike i opšte relativnosti.[1] Takođe, ukoliko se pokaže kao ispravna, postaće glavni kandidat za tzv. „Teoriju svega“ (engl. Theory of everything – ТОЕ), odnosno za pokušaj opisivanja svih poznatih osnovnih sila i stanja materije, na konačan matematički način.

Kako još uvek ne postoje relevantni eksperimenti kojima se mogu pokriti sva poznata energetska stanja čestica, teorija struna je i dalje predmet sukoba u naučnoj javnosti.[2]

Osnovna pretpostavka teorije struna je to da elektroni i kvarkovi u atomu nisu bezdimenzione čestice (u suštini, obične tačke u prostoru), već da su zapravo jednodimenzionalne oscilujuće linije, odnosno „strune“. Posmatrano detaljnije, teorija struna se bavi i drugim elementarnim česticama, poput hadrona, bozona i fermiona, i njihovih međusobnih veza, objedinjenih pod pojmom supersimetrije.

Uprošćeno, po ovoj teoriji, na kvantni način se posmatraju zatezanje, kinetika i vibracije ovih struna, analogno običnoj zategnutoj žici u prostoru.

Dodatni problem i nedoumice izaziva i to, što je za potpunu primenu teorije struna neophodno uključiti i uticaj nekih, za sada još neuočenih dimenzija univerzuma, uz već postojeće i poznate četiri (tri prostorne, i jednu vremensku).

Ova teorija je prilično mlada, sa začecima u modelu dvojne rezonancije iz 1969. godine, i sa prvim pravim značajnijim probojima iz '90 godina prošlog stoleća.

Naučnici koji su pobornici ove teorije, i koji rade na njenom daljem razvoju su Stiven Hoking, Edvard Viten, Huan Maldasena, Tom Benks, Vili Fišler, Stiven Šenker, Stiven Gabser, Igor Klejbanov, Mičio Kaku, Aleksander Poljakov i Leonard Saskind. Njihovi argumenti su da ova teorija omogućava kvalitetno kombinovanje kvantne teorije polja i opšte relativnosti, potom da je u skladu sa opštim postulatima kvantne gravitacije (npr. sa termodinamikom crnih rupa), i napokon, zato što je prošla niz kvalitativnih provera svoje unutrašnje (matematičke) stabilnosti.[3][4][5][6][7][8][9]

Postoje i kritičari među priznatim naučnicima, poput Ričarda Fajnmana, Pitera Vojta, Li Smolina, Filipa Andersona, Lorensa Krausa, Karla Rovelija i Šeldon Li Glašou, koji ovu teoriju osporavaju zato što ne daje gotovo nikakve eksperimentalne kvantitativne pretpostavke, odnosno, jednostavno rečeno, nije prošla fazu ispitivanja kroz konkretne fizičke eksperimente, a sve zbog ogromnih energetskih prohteva tih eksperimenata. Takođe, broj mogućih rešenja je, prema njihovom mišljenju, preveliki da bi teorija bila kvalitetna, a i u velikoj meri su rešenja zavisna od prethodnih dešavanja, da bi ih oni smatrali relevantnim.

Pregled[uredi]

Nivoi magnifikacije:
1. Makroskopski nivo – materijaTekst natpisa
2. Molekulski nivo
3. Atomiski nivo – Protoni, neutroni, i elektroni
4. Subatomski nivo – Elektron
5. Subatomski nivo – Kvarkovi
6. Nivo struna

Teorija struna postulira da elektroni i kvarkovi unutar atoma nisu 0-dimenzioni objekti, nego da se sastoje od 1-dimenzionalnih struna. Te strune mogu da osciluju, što daje česticama njihov ukus (kvantni broj), naelektrisanje, masu i spin. Teorije struna takođe obuhvataju objekte generalnije od struna, zvane brane. Reč brana, izvedena iz „membrana“, se odnosi na različite međusobno povezane objekate, kao što su D-brane, crne p-brane i NS5-brane. To su prošireni objekti koji su naelektrisani izvori za diferencijalnu formu generalizacija vektorskog potencijala elektromagnetnog polja. Ovi objekti su međusobno povezani različitim dualnostima. Crnoj rupi-slične crne p-brane su identifikovane D-branama, koje su krajnje tačke struna, i ta identifikacija se naziva 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[uredi]

  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.
  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[uredi]

Додатна литература[uredi]

Популарне књиге и чланци[uredi]

  • Paul Davies, Julian R. Brown (editors) (1992). Superstrings: A Theory of Everything? (Reprint изд.). Cambridge: Cambridge University Press. стр. 244. ISBN 978-0-521-43775-2. 
  • Gefter, Amanda (2005). Is string theory in trouble?. New Scientist. Приступљено 19. 12. 2005. 
  • Green, Michael (1986). Superstrings. Scientific American. Приступљено 19. 12. 2005. 
  • Brian Greene (2003). The Elegant Universe (Reissue изд.). New York: W.W. Norton & Company. стр. 464. ISBN 978-0-393-05858-1.  Текст „The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory ” игнорисан (помоћ)
  • Brian Greene (2004). The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. New York: Alfred A. Knopf. стр. 569. ISBN 978-0-375-41288-2. 
  • John Gribbin (1998). The Search for Superstrings, Symmetry, and the Theory of Everything. London: Little Brown and Company. стр. 224. ISBN 978-0-316-32975-0. 
  • 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 978-0-471-46595-9. 
  • 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 (1994). Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Universes, Time Warps, and the Tenth Dimension. Oxford: Oxford University Press. стр. 384. ISBN 978-0-19-508514-3. 
  • 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 (2005). Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions. New York: Ecco Press. стр. 512. ISBN 978-0-06-053108-9. 
  • Leonard Susskind (2006). The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design. New York: Hachette Book Group/Back Bay Books. стр. 403. ISBN 978-0-316-01333-8. 
  • 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 978-0-8090-9523-0. 
  • Witten, Edward (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 978-0-618-55105-7. 
  • 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. 

Уџбеници[uredi]

  • Becker, Katrin, Becker, Melanie, and John H. Schwarz (2007). String Theory and M-Theory: A Modern Introduction. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-86069-7. 
  • 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 978-0-521-85841-0. .
  • Frampton, Paul H. (1974). Dual Resonance Models. Frontiers in Physics. ISBN 978-0-8053-2581-2. 
  • 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 978-0-521-80912-2. 
  • 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 978-0-521-83143-7. .

Технички и критички:

  • Roger Penrose (2005). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Knopf. стр. 1136. ISBN 978-0-679-45443-4. 

Онлајн материјал[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]