String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Celebrating String Theory’s Successes / Празднование успехов теории струн

Празднование успехов теории струн

Irina73 03.06.13 в 11:50

Теория струн прошла через множество трансформаций с момента своего возникновения в 1968 году, когда на неё возлагались надежды стать моделью определённых типов столкновений элементарных частиц.

Eva_tj 08.05.13 в 12:46

Изначальная цель была провалена, но 40 лет спустя теория струн развилась в главного кандидата на роль теории квантовой гравитации.

Eva_tj 08.05.13 в 12:49

Она привела к крупным усовершенствованиям в математике, и теоретики использовали идеи из теории струн для решения других неожиданных проблем в физике.

Eva_tj 09.05.13 в 08:06

В самом деле, само существование гравитации в рамках теории струн является неожиданным результатом.

Eva_tj 09.05.13 в 08:21

Прогнозирование гравитации из струн

Eva_tj 09.05.13 в 08:22

Первым и главным успехом теории струн является неожиданное открытие объектов в пределах теории, которые соответствуют свойствам гравитона.

Eva_tj 09.05.13 в 08:52

Эти объекты являются специфическим видом замкнутых струн и тоже относятся к безмассовым частицам со спином 2, точно как гравитоны.

Eva_tj 09.05.13 в 08:56

Говоря другими словами, гравитоны - это безмассовые элементарные частицы со спином 2, которые в теории струн могут быть сформированы определённым видом вибрирующей замкнутой струны.

Eva_tj 09.05.13 в 08:59

Теория струн не была создана для получения гравитонов - они являются естественным и необходимым следствием теории.

Eva_tj 09.05.13 в 09:01

Одна из самых больших проблем в современной теоретической физике заключается в том, что гравитация кажется изолированной от всех других сил в физике, которые объясняются Стандартной Моделью физики элементарных частиц.

Eva_tj 09.05.13 в 09:04

Теория струн решает эту проблему не только потому, что она включает гравитацию, но и потому что гравитация является необходимым побочным продуктом теории.

Eva_tj 09.05.13 в 09:06

Объяснение, что происходит с чёрной дырой (вроде того)

Eva_tj 09.05.13 в 09:08

Объяснить поведение чёрных дыр - главный стимулирующий фактор в поиске теории квантовой гравитации. И теория струн является одним из лучших методов для достижения этой цели.

Eva_tj 09.05.13 в 09:14

Струнные теоретики создали математические модели чёрных дыр, которые схожи с предсказаниями Стивена Хокинга, сделанными более 30-ти лет назад, и, может быть, решат давнюю загадку теоретической физики: Что же происходит с материей, попадающей в чёрную дыру?

Понимание учёными чёрных дыр всегда было сопряжено с проблемами, потому как для изучения квантового поведения чёрной дыры вам необходимо каким-то образом описать все квантовые состояния (возможные конфигурации, как это определено квантовой физикой) чёрной дыры.

Eva_tj 09.05.13 в 09:32

К сожалению, чёрные дыры представляют собой объекты общей теории относительности, так что не ясно, как определить эти квантовые состояния.

Eva_tj 09.05.13 в 09:33

(Смотрите в Главе 2 объяснение конфликтов между общей теорией относительности и квантовой физикой.)

Eva_tj 09.05.13 в 09:34

Струнные теоретики создали модели, которые кажутся идентичными чёрным дырам в определённых упрощённых условиях, и используют эту информацию для вычисления квантовых состояний чёрных дыр.

Eva_tj 09.05.13 в 09:37

Их результаты соответствуют прогнозам Хокинга, которые он сделал без каких-либо точных подсчётов квантовых состояний чёрных дыр.

Eva_tj 09.05.13 в 09:38

Самое скрытное то, что теория струн стала лишь экспериментальным предсказанием. К сожалению, у нее нет никаких экспериментальных подтверждений поскольку ученые не могут непосредственно наблюдать черные дыры (пока).

Irina73 17.05.13 в 10:06

Это - теоретическое предсказание, которое неожиданно соответствует другому (общепринятому) теоретическому предсказанию о черных дырах.

Irina73 17.05.13 в 10:09

И, кроме того, предсказание справедливо только в случае определенных типов черных дыр и еще не было успешно распространено на все черные дыры.

Irina73 17.05.13 в 10:48

Для более расширенного взгляда на черные дыры и теорию струн задержитесь на главах 9, 11, и 14.

Irina73 17.05.13 в 10:50

Объяснение квантовой теории поля, используя теорию струн.

Irina73 17.05.13 в 10:51

Одним из главных успехов теории струн является то, что называют догадкой Малдасена или AdS/CFT-соответствием (сокращение терминов anti de Sitter space, анти-де-Ситтер-пространство, и conformal field theory, конформная теория поля).

Irina73 18.05.13 в 14:31

(я коснусь того, что это обозначает и подразумевает, в Главе 11.)

Irina73 18.05.13 в 14:37

Разработанное в 1997 году и вскоре расширенное, это соответствие, кажется, дает возможность проникновения в суть идеи калибровочной инвариантности, такой как те, что лежат в основе квантовой теории поля.

Irina73 18.05.13 в 14:22

(См. Главу 2 для объяснения теорий калибровочной инвариантности. )

Irina73 18.05.13 в 14:23

Оригинальное AdS/CFT-соответствие, написанное Хуаном Мальдасеной, предлагает, что определенная 3-мерная (три космических измерения, как наша вселенная) калибровочная теория, с большей частью позволенной суперсимметрии, описывает ту же самую физику что и теория струн в 4-мерном (четыре космических измерения) мире.

Irina73 24.05.13 в 12:34

Это означает, что вопросы о теории струн можно задать на языке калибровочной теории, которая является квантовой теорией с которой физики знают, как работать!

Irina73 24.05.13 в 12:28

Как Джон Траволта, теория струн возвращается

Irina73 24.05.13 в 12:27

Теория струн перенесла больше неудач, чем, вероятно, любая другая научная теория в мировой истории, но эта, икота, кажется, не продлится так долго.

Irina73 03.06.13 в 10:14

Каждый раз, когда кажется, что в теории обнаруживается определенный недостаток, математическая эластичность теории струн, как представляется, не только сохраняет ее, но и возвращает ее более сильной чем когда-либо.

Irina73 03.06.13 в 10:18

Когда дополнительные измерения вошли в теорию в 1970-ых, теория была оставлена многими, но это было возвращение во времена первой революции суперструн. Затем оказалось, что было пять различных версий теории струн, но вторая революция суперструн была зажжена путем их унификации.

Irina73 03.06.13 в 11:14

Когда струнные теоретики осознали обширное число решений теорий струн (каждое решение теории струн называют вакуумом, в то время как много решений называют вакуумами) стало возможным превратить это в достоинство вместо недостатка.

Irina73 03.06.13 в 11:24

К сожалению, даже сегодня, некоторые ученые полагают, что теория струн не достигает своих целей.

Irina73 03.06.13 в 10:08

(См. «Рассматривая неудачи теории струн » далее в этой главе).

Irina73 03.06.13 в 10:09

Наиболее популярная теория в городе

Irina73 03.06.13 в 10:09

Многие молодые физики считают, что теория струн, в качестве основной теории квантовой гравитации, является лучшим (или единственным) путем, который вносит значительный вклад в наше понимание этой темы.

Irina73 03.06.13 в 11:31

За прошлые два десятилетия теоретическая физика высоких энергий стала (особенно в Соединенных Штатах)доминирующей у струнных теоретиков.

Irina73 03.06.13 в 11:33

В академическом мире высоких ставок «опубликовать или погибнуть» это большой успех.

Irina73 03.06.13 в 11:35

Почему, столько физиков поворачивается к этой области, если она не предлагает экспериментальных данных?

Irina73 03.06.13 в 11:36

Некоторые из ярчайших теоретических физиков 20 или 21 столетия — Эдвард Виттен, Джон Генри Шварц, Леонард Сасскинд и другие, которых вы повсюду встретите в этой книге — все время, возвращаются к тем же самым общим причинам в обоснование своего интереса:

Irina73 03.06.13 в 11:41

✓ Если бы теория струн была неправильной, она не обеспечила бы богатую структуру, которую она создает, например, связанную с развитием гетеротической струны (см. Главу 10), которая учитывает приближение Стандартной Модели физики в пределах теории струн.

Irina73 13.06.13 в 08:24

✓ Если теория струн неверна, то это не приведет к лучшему пониманию квантовой теории поля, квантовой хромодинамики (см. Главу 8) , или квантовых состояний черных дыр так, как это было представлено в работе Леонарда Сасскинда,Эндрю Строминджера, Камрана Вафа и Хуана Малдасена (см. Главы 11 и 14).

devilsadvocate 12.06.13 в 05:35

✓ Если бы теория струн была неверной, она обрушила бы сама себя задолго до сегодняшнего дня, вместо передачи на многие математические проверки на непротиворечивость (например, тех, которые обсуждаются в Главе 10) и обеспечения более и более сложных способов интерпретации, например, двойственности и симметрии, разрешенных для представления М-теории (как описано в Главе 11).

Irina73 13.06.13 в 08:38

Это то, что разделяют физики теоретики, и почему столь многие из них продолжают полагать, что теория струн имеет право на существование.

Irina73 22.05.13 в 12:32

Математическая красота теории, тот факт, что она настолько гибка, рассматривается как одно из ее достоинств.

Irina73 22.05.13 в 12:33

Теория продолжает совершенствоваться, и она, как показывали, не была несовместима с нашей вселенной.

Irina73 30.05.13 в 13:55

Не существовало препятствий, где теория не обеспечила бы что-то новое и (по крайней мере, в глазах некоторых) значащее. Таким образом, у тех, кто изучают теорию струн, не было причин сдаться и искать где-то в другом месте.

Irina73 30.05.13 в 13:58