String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: A Theory of Everything: The First Superstring Revolution

Суперсимметрия и квантовая гравитация в эру Диско

chakusha 16.01.15 в 05:57

К 1974 году, Стандартная модель стала теоретическим объяснением физики элементарных частиц, и в настоящее время подтверждена экспериментом.

chakusha 16.01.15 в 06:02

С прочным фундаментом, физики-теоретики сейчас смотрят на новые миры для завоевания, и многие решили заняться той же проблемой которая досаждала Альберту Эйнштейну в последние десятилетия его жизни: квантовая гравитация.

chakusha 16.01.15 в 06:07

Кроме того, как следствие успеха стандартной модели, теория струн была не нужна, чтобы объяснить физику элементарных частиц.

chakusha 16.01.15 в 06:08

Вместо этого, практически случайно, струнные теоретики начали понимать, что теория струн может быть такой же теорией, что бы решать проблему квантовой гравитации.

chakusha 16.01.15 в 06:09

Найденный гравитон скрывался в теории струн

chakusha 16.01.15 в 06:10

Гравитон, что, согласно прогнозам от единой теории поля, будет посредником гравитационной силы (см главу 2 для того чтобы узнать больше о гравитоне).

chakusha 16.01.15 в 06:11

В повседневном смысле, гравитон - это сила тяжести.

chakusha 16.01.15 в 16:51

Одно основное открытие теории струн состояло в том, что она не только включает гравитон, но и требует его существования как одной из невесомых частиц, обсужденных ранее в этой главе.

chakusha 16.01.15 в 16:52

В 1974 Джоэл Шерк и Джон Шварц продемонстрировали, что вращение 2 невесомых частицы в теории суперструн могло фактически быть гравитоном.

chakusha 16.01.15 в 16:54

Эта частица была представлена закрытой струной (которая сформировала петлю), в противоположность открытой струне, где концы свободны.

chakusha 16.01.15 в 16:55

Оба вида струн продемонстрированы на рисунке 10-2.

chakusha 16.01.15 в 16:57

Рисунок 10-2.

chakusha 16.01.15 в 16:57

Теория струн допускает открытые и закрытые струны.

chakusha 16.01.15 в 16:58

Открытые струны это дополнительные, но закрытые струны должны существовать.

chakusha 16.01.15 в 17:03

Открытые струны

chakusha 16.01.15 в 17:03

Закрытые струны

chakusha 16.01.15 в 17:04

Теория струн требует, чтобы эти закрытые струны существовали, хотя открытые струны могут или не могут существовать.

chakusha 16.01.15 в 17:06

Некоторые версии теории струн отлично математически последовательны, но содержат только закрытые струны.

chakusha 16.01.15 в 17:08

Никакая теория не содержит только открытые струны, потому что, если у вас есть открытые струны, вы можете построить ситуацию, где концы струн встречают друг друга и, вуаля, закрытая струна существует.

chakusha 16.01.15 в 17:10

(Сокращение закрытых струн, чтобы получить открытые струны не всегда позволяется.)

chakusha 16.01.15 в 17:11

С теоретической точки зрения это изумляло (хорошим способом).

chakusha 16.01.15 в 17:14

Вместо того, чтобы пытаться втиснуть гравитацию в теорию, гравитон выпал как естественное следствие .

chakusha 16.01.15 в 17:15

Если бы теория суперструн была фундаментальным законом природы, то она требовала бы наличия гравитации таким образом, что никакая другая предложенная теория никогда не делала!

chakusha 19.01.15 в 07:42

Тотчас же, все стало ясно для Шварца и Шерка — у них в руках был потенциальный кандидат для квантовой гравитации

Swarlz 12.02.15 в 20:06

Даже в то время, когда все остальные избегали множественных измерений, которые предсказывала их теория, Шерк и Шварц стали более уверенными, чем когда-либо в том, что они были на правильном пути.

Swarlz 12.02.15 в 20:10

Другая суперсимметричная теория гравитации: супергравитация

Swarlz 12.02.15 в 20:11

Супергравитация это название для теорий, которые пытаются применить суперсимметрию непосредственно к теории гравитации без использования теории струн.

Swarlz 17.02.15 в 18:41

На протяжении последних 1970х, эта работа продолжалась более ускоренными темпами чем теория струн, в основном благодаря тому, что она была популярна, в то время как лагерь теории струн превратился в город-призрак.

Swarlz 17.02.15 в 18:43

Теории супергравитации оказались важными в создании поздней М-теории, которую я освещаю в главе 11.

Swarlz 17.02.15 в 18:46

В 1976, Даниэль Фридмэн, Серхио Феррара и Питер ван Ниувенхуизен применили суперсимметрию к эйнштейновской теории гравитации, что в итоге привело к теории супергравитации.

Swarlz 17.02.15 в 18:51

Они сделали это путем введения суперпартнера для гравитона, гравитино, в общую теорию относительности.

Swarlz 17.02.15 в 18:54

Основываясь на этой работе, Эжен Креммер, Джоэл Шерк и Джон Шварц смогли показать в 1978, что супегравитация могла быть записана в более общей форме, как 11-мерная теория.

Swarlz 17.02.15 в 19:01

Теории супергравитации с более чем 11 измерениями потерпели неудачу.

Swarlz 17.02.15 в 19:02

Супегравитация в конце концов пала жертвой математических несоответствий, которые мешали большинству теорий квантовой гравитации (она работала нормально как классическая теория пока вы держали ее вдалеке от квантовой области), но она не исчезла полностью, оставляя место для теории суперструн, чтобы воскреснуть в середине 1980х.

Swarlz 17.02.15 в 19:14

Я возвращаюсь к идеи 11-мерной теории супергравитации в главе 11.

Swarlz 17.02.15 в 19:14

Струнные теоретики не в почете

Swarlz 18.02.15 в 19:34

В конце 1970х, струнные теоретики обнаруживали что сложно быть воспринятыми всерьез, не говоря уже о том, чтобы найти надежную преподавательскую работу.

Swarlz 18.02.15 в 19:39

Поиск признания струнными теоретикам в области физики напоминает мне о молодом Эйнштейне работающим в Берне в патентном офисе, которому отказывали раз за разом в работе в то время пока он размышлял о массе и энергии.

Swarlz 18.02.15 в 19:46

Были прежние проблемы получения признания работы по теории струн.

Swarlz 18.02.15 в 19:49

Журнал Physical Review Letters не воспринял работу Сасскинда 1970 — интерпретация дуальной резонансной модели как колеблющиеся струны — достаточно важной для публикации.

Swarlz 18.02.15 в 19:55

Сам Сасскинд рассказывает о том, как гигант физики Ма́рри Гелл-Ма́н смеялся над ним за упоминание теории струн в 1970.

Swarlz 18.02.15 в 19:56

(История заканчивается хорошо, проявляющим интерес к теории Гелл-Маном в 1972.)

Swarlz 18.02.15 в 19:59

В то время как десятилетие продвигалось вперед, две основные силы, стоящие за теорией струн, столкнутся с чередой преград получения надежной работы профессора.

Swarlz 19.02.15 в 20:05

Джон Шварц был лишен срока пребывания на должности в Принстоне в 1972 и провел следующие 12 лет в Калифорнийском технологическом институте на временной позиции, не будучи уверенном в том, что финансирование по его работе будет возобновлено.

Swarlz 19.02.15 в 20:12

Пьер Раймон, который открыл суперсимметрию и помог спасти теорию струн от забвения, был лишен срока пребывания на должности в Йельском университете в 1976.

Swarlz 19.02.15 в 20:16

На фоне профессионально неопределенности, несколько струнных теоретиков продолжали свою работу в течении 1970х и ранних 1980х, содействуя решению преград в виде дополнительных измерений в супегравитации и других теориях, до того дня, когда все стало наоборот и они могли претендовать на пьедестал теоретической физики.

Swarlz 19.02.15 в 20:37