Osnove teorije strun

Teorija strun je matematična teorija, ki poskuša razložiti nekatere pojave, ki jih trenutno v standardnem modelu kvantne fizike ni mogoče razložiti.

V svojem bistvu teorija strun namesto delcev kvantne fizike uporablja model enodimenzionalnih nizov. Te strune, velikost Dolžina Plancka (10^-35 m) vibrirajo pri določenih resonančnih frekvencah. Nekatere novejše različice teorije strun so predvidevale, da bi strune lahko imele večjo dolžino, navzgor do skoraj milimetra, kar bi pomenilo, da so v kraljestvu, ki bi ga eksperimenti lahko zaznali njim. Formule, ki izhajajo iz teorije strun, predvidevajo več kot štiri dimenzije (10 ali 11 najpogostejših različice, čeprav ena različica zahteva 26 dimenzij), vendar so dodatne dimenzije "skrajšane" znotraj Plancka dolžino.

Poleg strun teorija strun vsebuje še eno vrsto temeljnega predmeta, imenovano a brane, ki ima lahko veliko več dimenzij. V nekaterih scenarijih "braneworld" je naše vesolje pravzaprav "obtičalo" v notranjosti tridimenzionalne brane (imenovane 3-brane).

Teorija strun je bila sprva razvita v 70. letih prejšnjega stoletja z namenom razložiti nekaj neskladnosti z energijskim vedenjem hadronov in drugih temeljni delci fizike.

Tako kot pri večini kvantne fizike tudi matematike, ki velja za teorijo nizov, ni mogoče enotno rešiti. Fiziki morajo uporabiti teorijo vznemirjenja, da dobijo vrsto približnih rešitev. Takšne rešitve seveda vključujejo domneve, ki so lahko ali ne držijo.

Gotovo upanje za to delo je, da bo rezultat "teorije vsega", vključno z rešitvijo problema kvantna gravitacijain se sprijazniti kvantna fizika s splošna relativnost, s čimer se uskladi temeljne sile fizike.

Prvotna teorija strun se je osredotočila le na delci bozona.

Teorija superstrov (kratka za "teorija superzimetričnih vrvic") vključuje bozone z drugim delcem, fermioniter superpersimetrija za modeliranje gravitacije. Obstaja pet neodvisnih teorij o superstrih:

• Tip 1
• Tip IIA
• Tip IIB
• Tip HO
• Vpišite HE

M-teorija: Teorija superstringov, predlagana leta 1995, ki poskuša združiti modele tipa I, tipa IIA, tipa IIB, tipa HO in tipa HE kot različice istega temeljnega fizičnega modela.

Posledica raziskav teorije strun je spoznanje, da obstaja ogromno možnih teorij zgrajena, zaradi česar se nekateri sprašujejo, ali bo ta pristop sploh razvil "teorijo vsega", ki jo mnogi raziskovalci prvotno upal. Namesto tega so mnogi raziskovalci sprejeli stališče, da opisujejo obsežno pokrajino teorije strun možnih teoretičnih struktur, od katerih mnoge dejansko ne opisujejo našega vesolja.

Trenutno teorija strun še ni uspešno napovedala, kar ni razloženo tudi z alternativno teorijo. Niti posebej dokazano niti ponarejeno, čeprav ima matematične lastnosti, zaradi katerih je veliko fizikov privlačno.

Številni predlagani eksperimenti bodo morda prikazali "nizke učinke". Energija, potrebna za številne tovrstne poskuse trenutno ni dosegljivo, čeprav so nekatere v prihodnosti resnično možne, kot so možna opažanja iz črne luknje.

Le čas bo pokazal, ali bo teorija strun lahko zavzela prevladujoče mesto v znanosti, ne da bi navdihnila srca in misli mnogih fizikov.