String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Supersymmetry Saves the Day: Superstring Theory

Суперсимметрия приносит удачу: Теория суперструн

Irina73 17.09.14 в 09:01

Несмотря на очевидные неудачи теории бозонной струны, некоторые отважные физики остались преданы своей работе.

Irina73 23.09.14 в 13:37

Почему? Ну, физики могут быть охвачены страстью (почти одержимые, как могли бы сказать некоторые).

Irina73 23.09.14 в 13:38

Другая причина состояла в том, что к тому времени, когда эти проблемы были полностью осознаны, многие теоретики струн, так или иначе, уже отошли от теории бозонной струны.

Irina73 23.09.14 в 13:40

С развитием суперсимметрии в 1971, которая допускает сосуществование бозонов и фермионов, струнные теоретики смогли разработать суперсимметричную теорию струн, или, если коротко, супертеорию струн, которая учитывала основные проблемы, которые разрушили теорию бозонной струны.

Irina73 23.09.14 в 13:44

Эта работа открыла совершенно новые возможности для теории струн.

Irina73 23.09.14 в 13:44

Почти каждых раз, когда вы слышите или читаете фразу “теория струн”, человек, вероятней всего имеет в виду “теорию суперструн”.

Irina73 23.09.14 в 13:46

С момента открытия суперсимметрии, она была применена практически для всех форм теории струн.

Irina73 23.09.14 в 13:46

Только теория струн, которая действительно не имеет никакого отношения к суперсимметрии, является теорией бозонной струны, которая была создана до суперсимметрии.

Irina73 23.09.14 в 13:47

Для всех практических целей обсуждения (с лицами, не являющихся физиками теоретиками), "теория струн" и "теория суперструн" одинаковый термин.

Irina73 23.09.14 в 13:49

Фермионы и бозоны сосуществовуют... вроде

Irina73 23.09.14 в 13:51

Симметрии существуют во всей физике.

Irina73 23.09.14 в 13:51

Симметрия в физике это в основном любая ситуация, где два свойства могут быть заменены в рамках всей системы и результаты будут одинаковы.

Irina73 23.09.14 в 13:56

Понятие симметрии была использовано Пьером Рамондом в 1970 году, затем подхвачено работой Джона Шварца и Андре Неве в 1971 году, чтобы дать надежду струнным теоретикам.

Irina73 23.09.14 в 14:01

С помощью двух различных методов, они показали, что бозонная теория струн может быть обобщена по-другому, чтобы получить нецелочисленные спины.

Irina73 23.09.14 в 14:02

Не просто нецелочисленные спины, но они были точно полуцелым спином, которые характеризуют фермионы.

Irina73 23.09.14 в 14:03

Нет спина 1/4 частицы в появившейся теории, и это хорошо, потому что они не существуют в природе.

Irina73 23.09.14 в 14:05

Включение в модель фермионов означало введение новой мощной симметрии между фермионами и бозонами, названной суперсимметрией.

Irina73 23.09.14 в 14:07

Суперсимметрия может быть обобщена следующим образом:

Irina73 23.09.14 в 14:08

• Каждый бозон связан с соответствующей фермионом.

Irina73 23.09.14 в 14:09

• Каждый фермион связан с соответствующим бозоном.

Irina73 23.09.14 в 14:10

В Главе 11 я обсуждаю причины поверить, что суперсимметрия верна, а также способы, которыми это может быть доказано.

Irina73 24.09.14 в 12:12

Сейчас, достаточно знать, что это необходимо, чтобы сделать теорию струн рабочей.

Irina73 24.09.14 в 12:14

Кто открыл суперсимметрию?

Irina73 24.09.14 в 12:14

Происхождение суперсимметрии несколько запутанно, поскольку была обнаружена одновременно четырьмя отдельными группами.
В 1971 году россияне Евгений Лихтман и Юрий Гольфанд создали последовательную теорию, содержащую суперсимметрию.

Irina73 24.09.14 в 12:18

Год спустя, за ними последовали еще два русских, Владимир Акулов и Дмитрий Волков.

Irina73 24.09.14 в 12:43

Однако, эти теории были только в двух измерениях.

Irina73 24.09.14 в 12:45

Из-за холодной войны, связи между Россией и некоммунистическим миром не было очень хорошими, поэтому много физиков не слышало о российской работе.

Irina73 24.09.14 в 12:51

Европейские физики Юлий Весс и Бруно Зумино смогли создать 4-суперсимметричную квантовую теорию в 1973 году, вероятно, зная о русской работе.

Irina73 24.09.14 в 12:52

Они были замечены большинством западного сообщества физиков.

Irina73 24.09.14 в 12:54

Затем конечно, у нас есть Пьер Рамонд, Джон Шварц и Андре Неве, которые развили суперсимметрию в 1970 и 1971 в контексте их супертеорий струн.

Irina73 24.09.14 в 12:56

Только при более позднем анализе физики поняли свою работу и более поздняя работа выдвинула гипотезу о тех же самых отношениях.

Irina73 24.09.14 в 12:58

Многие физики считают это повторное открытие как хороший признак того, что, наверное что-то есть в идее суперсимметрии в природе, даже если сама теория струн не оправдается.

Irina73 24.09.14 в 13:01

Конечно, как вы ожидаете, если вы ищете тенденции в истории теории струн, все не так гладко.

Irina73 24.09.14 в 13:05

Фермионы и бозоны имеют очень разные свойства, поэтому, заставить их поменяться местами, не затрагивая возможных результатов эксперимента не легко.

Irina73 24.09.14 в 13:06

Физики знают о ряде бозонов и фермионов, но когда они начали рассматривать свойства теории, они обнаружили, что соответствие не существовало между известными частицами.

Irina73 24.09.14 в 13:08

Фотон (который является бозоном), кажется, не был связан суперсимметрией ни с одним из известных фермионов.

Irina73 24.09.14 в 13:09

К счастью для физиков-теоретиков, этот неприятный экспериментальный факт был отмечен как незначительная преграда.

Irina73 24.09.14 в 13:11

Они обратились к методу, который работал у теоретиков с незапамятных времен.

Irina73 24.09.14 в 13:11

Если вы не можете найти доказательства вашей теории, предположить их!

Irina73 24.09.14 в 13:12

Удвоение удовольствия от частиц: суперсимметрия выдвигает гипотезу суперпартнеров

Irina73 24.09.14 в 13:16

В рамках суперсимметрии, соответствующие бозоны и фермионы называют суперпартнерами.

Irina73 24.09.14 в 13:18

Суперпартнера стандартной частицы называют суперчастицей.

Irina73 24.09.14 в 13:19

Поскольку ни одна из существующих частиц не имеет суперпартнера, это означает, что, если суперсимметрия верна, существует вдвое больше частиц, о которых мы знаем в настоящее время.

Irina73 26.09.14 в 10:36

Для каждой стандартной частицы должна существовать суперчастица, которая никогда не была обнаружена экспериментально.

Irina73 26.09.14 в 10:40

Обнаружение суперчастиц будет одним из ключевых элементов доказательств, которые будет искать Большой адронный коллайдер.

Irina73 26.09.14 в 10:44

Если я упоминаю странно названную частицу, с которой вы никогда не сталкивались, это, вероятно, суперчастица.

Irina73 26.09.14 в 10:45

Поскольку суперсимметрия вводит столько новых частиц, важно правитьно их назвать.

Irina73 26.09.14 в 10:48

Физики ввели именования Доктор Сьюз как соглашение о наименованиях для выявления гипотетических новых частиц:

Irina73 26.09.14 в 10:55

• Суперпартнер фермиона начинает с “с” перед стандартным именем частицы; таким образом, суперпартнер “электрона” - “сэлектрон”, а суперпартнер “кварка” - “скварк”.

Irina73 26.09.14 в 10:59