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

Суперсимметрия и квантовая гравитация в эру Диско

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

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.

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

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

Найденный гравитон скрывался в теории струн

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

В повседневном смысле, гравитон - это сила тяжести.

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.

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

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

Оба вида струн продемонстрированы на рисунке 10-2.

Рисунок 10-2.

Теория струн допускает открытые и закрытые струны.

Открытые струны это дополнительные, но закрытые струны должны существовать.

Открытые струны

Закрытые струны

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

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

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.

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

С теоретической точки зрения это изумляло (хорошим способом).

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

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

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

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.

Другая суперсимметричная теория гравитации: супергравитация

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

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.

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

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

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

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.

Теории супергравитации с более чем 11 измерениями потерпели неудачу.

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.

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

Струнные теоретики не в почете

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

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.

Были прежние проблемы получения признания работы по теории струн.

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

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

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

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

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.

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

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.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/38781/145397

Переводчики: chakusha, Swarlz