String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Supersymmetry and Quantum Gravity in the Disco Era
| Английский оригинал | Перевод на русский | |
|---|---|---|
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям. |
Суперсимметрия и квантовая гравитация в эпоху диско Irina73 21.10.14 в 09:50 |
|
|
К 1974 году Стандартная Модель стала теоретическим объяснением физики элементарных частиц и подтверждалась экспериментально. Irina73 21.10.14 в 09:51 |
||
|
Имея устойчивое основание физики-теоретики теперь искали новые миры для завоевания, и многие решили заняться той же проблемой, которая досаждала Альберту Эйнштейну в последние десятилетия его жизни: квантовой гравитацией. Irina73 21.10.14 в 09:54 |
||
|
В результате успеха Стандартной Модели, теория струн также не нуждалась в объясненити физики элементарных частиц. Irina73 21.10.14 в 09:56 |
||
|
Вместо этого почти случайно, струнные теоретики начали понимать, что теория струн может быть очень простой теорией для решения проблемы квантовой гравитации. Irina73 21.10.14 в 12:48 |
||
|
Найденый гравитон скрывался в теории струн Irina73 21.10.14 в 12:50 |
||
|
Гравитон является частицей, которая, в соответствии с предсказаниями теории единого поля, будет посредником гравитационной силы (в главе 2 немного более о гравитоне). Irina73 21.10.14 в 13:12 |
||
|
В самом прямом смысле, гравитон является силой тяжести. Irina73 21.10.14 в 13:12 |
||
|
Один из основных выводов теории струн состоит в том, что она не только включает в себя гравитон, но требует его существования в качестве одной из безмассовых частиц, рассмотренных ранее в этой главе. Irina73 21.10.14 в 13:44 |
||
|
В 1974 году, Джоэл Шерк и Джон Шварц показали, что спин-2 безмассовой частицы в теории суперструн может на самом деле быть гравитоном. Irina73 21.10.14 в 13:46 |
||
|
Эта частица была представлена замкнутой струной (которая образует петлю), в отличие от открытой струны, где концы свободны. Irina73 21.10.14 в 13:48 |
||
|
Оба типа струн демонстрируются на рисунке 10-2. Irina73 21.10.14 в 13:49 |
||
|
Рисунок 10-2: Irina73 21.10.14 в 13:49 |
||
|
Теория струн допускает открытые и замкнутые струны. Irina73 21.10.14 в 13:50 |
||
|
Открытые струны являются необязательными, но замкнутые струны должны существовать. Irina73 21.10.14 в 13:50 |
||
|
Открытые струны Irina73 21.10.14 в 13:51 |
||
|
Замкнутые струны Irina73 21.10.14 в 13:51 |
||
|
Теория струн требует существования замкнутых струн, хотя открытые струны могут существовать или не существуют. Irina73 23.10.14 в 13:58 |
||
|
Некоторые версии теории струн строго последовательны математически, но содержат только закрытые струны. Irina73 23.10.14 в 14:01 |
||
|
Ни одна теория не содержит только открытые струны, потому что если у вас есть открытые струны, вы можете представить себе ситуацию, когда концы струн встретятся друг с другом и, вуаля, замкнутая струна существует. Irina73 23.10.14 в 14:04 |
||
|
(Резка замкнутых струны, чтобы получить открытые не всегда разрешено.) Irina73 23.10.14 в 14:09 |
||
|
С теоретической точки зрения, это было поразительно (в хорошем смысле). Irina73 23.10.14 в 14:11 |
||
|
Вместо того, чтобы впихивать гравитацию в теорию, гравитон выпал как естественное следствие. Irina73 23.10.14 в 14:12 |
||
|
Если теория суперструн была фундаментальным законом природы, то она потребовала существования силы тяжести способом, который ранее не предлагала ни одна теория! Irina73 23.10.14 в 14:16 |
||
|
Шварцу и Шерку сразу стало ясно, что у них в руках был потенциальный кандидат на квантовую силу тяжести. falcton 22.01.15 в 09:04 |
||
|
Даже в то время, как все остальные избегали многократных измерений их предсказанной теории, Шерк и Шварц стали более убежденными, чем когда-либо, что они на правильном пути. falcton 22.01.15 в 09:13 |
||
|
Другая теория суперсимметричной гравитации: Супергравитация Irina73 08.01.15 в 21:30 |
||
|
Супергравитация - название теорий, которые пытаются применить суперсимметрию непосредственно к теории гравитации без использования теории струн. falcton 22.01.15 в 09:53 |
||
|
На протяжении конца 1970-х эта работа продолжалась в более быстром темпе, чем теория струн, главным образом потому что это было популярно, в то время как лагерь теории струн стал заброшенным городом. falcton 22.01.15 в 11:32 |
||
|
Теории супергравитации оказалась важной в позднем развитии М-теории, о которой я расскажу в главе 11. Irina73 26.01.15 в 14:34 |
||
|
В 1976 году Даниэль Фридман, Серхио Феррара и Питер ван Ньюенхайзен применили суперсимметрию к теории гравитации Эйнштейна, что привело к теории суперсимметричной гравитации. Irina73 26.01.15 в 14:38 |
||
|
Они сделали это путем введения суперпартнера гравитона - гравитино, в Общую теорию относительности. Irina73 26.01.15 в 14:39 |
||
|
Опираясь на эту работу Юджин Креммер, Джоэл Шерк и Бернар Джулия смогли в 1978 году показать, что супергравитация может быть написана в самом общем виде, как 11-мерная теория. Irina73 26.01.15 в 14:45 |
+1 | |
|
Теории супергравитации больше чем с 11 измерениями развалились. Irina73 13.01.15 в 15:23 |
||
|
Супергравитация в конечном счете пала жертвой математических несоответствий, которые извели большинство квантовых теорий гравитации (она хорошо работала как классическая теория, пока ее удерживали от квантовой сферы), оставляя место для теории суперструн, чтобы воскреснуть в середине 1980-х, но она не ушла совсем. Irina73 13.01.15 в 22:01 |
||
|
Я возвращаюсь к идее теории 11-мерной супергравитации в главе 11. Irina73 13.01.15 в 15:27 |
||
|
Струнные теоретики не получают почтения Irina73 13.01.15 в 15:30 |
||
|
В конце 1970-х к струнным теоретикам не относились всерьез, не говоря уже о наличии надежной научной работы. Irina73 26.01.15 в 14:32 |
||
|
Поиски струнных теоретиков уважения к себе в области физики напоминает мне о молодом Эйнштейне, работающем в Бернском патентном бюро, работающем после работы, когда он размышлял о массе и энергии. Irina73 26.01.15 в 15:40 |
||
|
Существовали более ранние проблемы в получении признания работ по теории струн. Irina73 26.01.15 в 15:42 |
||
|
Журнал Physics Review Letters не счел работу Сасскинда 1970 года — интерпретация двойной модели резонанса как вибрирующих струн — достаточно значительной для печати. Irina73 26.01.15 в 15:44 |
||
|
Сам Сасскинд рассказывал, как гигант физики Мюррей Гелл-Манн смеялся над ним при упоминании теории струн в 1970 году. Irina73 26.01.15 в 15:46 |
+1 | |
|
(История с Гелл-Манном заканчивается хорошо, он выразил интерес к теории в 1972 году.) Irina73 26.01.15 в 15:48 |
||
|
В ходе десятилетия развития две из основных сил теории струн будут преодолевать барьер за барьером в получении солидной профессуры. Irina73 26.01.15 в 15:52 |
||
|
Джон Шварц был лишен кафедры в Принстоне в 1972 году и провел следующие 12 лет в Калифорнийском технологическом институте во временном положении, не будучи уверенным, что финансирование его работы будет продлено. Irina73 26.01.15 в 15:54 |
||
|
Пьеру Рамонду, который обнаружил суперсимметрию и помог спасти теорию струн от забвения, отказали в контракте в Йельском университете в 1976 году. Irina73 26.01.15 в 15:56 |
||
|
На фоне профессионального неопределенности, несколько струнных теоретиков продолжили свою работу в конце 1970-х и начале 1980-х, помогая решать некоторые из дополнительных пространственных препятствий в супергравитации и других теориях, пока не наступил день, когда фортуна улыбнулась и они смогли претендовать на высокие места в теоретической физике. Irina73 26.01.15 в 16:02 |
