<< Продолжение ... элементарные частицы и теория относительности | Оглавление
| Так что же такое теория струн ? >>
Как и почему появляются струны ?
Релятивистскую квантовую теорию поля хорошо использовать, если необходимо описать наблюдаемое
поведение или же свойства элементарных частиц. Однако сама по себе эта теория хорошо работает только
в том случае, если гравитация настолько слаба, что ею можно пренебречь. Иными словами, подход с
использованием частиц можно использовать в предположении, что гравитации попросту нет.
С помощью Общей Теории Относительности можно описать все многообразие явлений во Вселенной -
орбиты планет, эволюцию звезд и галактик, Большой Взрыв, черные дыры, гравитационные линзы и многое,
многое другое. Но, сама по себе эта теория работает лишь в предположении, что наша Вселенная чисто
классическая и квантовая механика для нашего описания Природы не нужна.
Теория струн призвана уменьшить, а то и вовсе избавить теории от таких расхождений.
Изначально, струнная теория была предложена для объяснения наблюдаемых соотношений между массой
и спином частиц, называемых адронами, к которым относятся протон и нейтрон. Однако, струнная теория
не смогла дать объемлющего описания и в конце концов с помощью Квантовой Хромодинамики была
построена принятая и по сей день теория строения адронов.
Частицы в рамках струнной теории рассматриваются как некоторые колебания струны, и, среди прочих
колебаний, одно соответствовало частице с нулевой массой и спином, равным двум.
Если бы была хорошая квантовая теория гравитации, то частицы, являющиеся переносчиками
гравитационного взаимодействия, обладали бы как раз нулевой массой и спином, равным двум.
Такая частица была уже давно "известна" физикам-теоретикам, ей даже название было уже придумано -
гравитон.
Это привело первых "струнщиков"-теоретиков к идее о том, что теория струн применима не как теория,
описывающая адроны, а как теория квантовой гравитации, давней, но все еще неосуществленной
мечты теоретиков многих поколений.
 |
 |
| Взаимодействие элементарных
частиц может происходить на расстоянии, равном нулю, но на таких
масштабах не работает Эйнштейновская теория гравитации |
Взаимодействие струн происходит
не в точке, а "размазано" в пространстве, подобно взаимодействиям в
квантовой механике |
Однако одного только предсказания гравитона в рамках струнной теории недостаточно для
построения самосогласованной теории. Можно "руками" добавить гравитон в квантовую теорию поля, но
уравнения, которые по идее должны будут в этом случае описывать Вселенную станут бессмысленными.
Все это происходит потому, что, как видно из диаграмм выше, взаимодействие частиц происходит в
одной точке пространства-времени, то есть при нулевом расстоянии между взаимодействующими частицами.
Для гравитонов при расстоянии, равном нулю математические расчеты дают бесконечные расходимости,
что попросту лишает смысла ответы. В струнной теории, взаимодействие струн происходит на малых,
но вполне конечных расстояниях, так что ответы получаются вполне осмысленными.
Это не означает, что струнная теория идеальна. Однако то, что струнная теория дает возможность
описать поведение на "нулевых" расстояниях, дает возможность объединить квантовую механику и
гравитацию, что, в свою очередь, дает нам возможность говорить о том, что гравитация передается
через колебания струн.
Это был довольно серьезный барьер, но он был преодолен в конце 20 века, и вот почему сейчас
столько молодежи (в мире, а не в России - прим. перев.) согласны изучать довольно сложную и
абстрактную математику, которая необходима для изучения квантовой теории взаимодействующих струн.
<< Продолжение ... элементарные частицы и теория относительности | Оглавление
| Так что же такое теория струн ? >>
|
Публикации с ключевыми словами:
Космология - суперструны - теория струн
Публикации со словами: Космология - суперструны - теория струн | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
