Θεωρία Χορδών
Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Οι Θεωρίες Χορδών είναι Φυσικά μοντέλα στα οποία τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία είναι μονοδιάστατα εκτεταμένα αντικείμενα (Χορδές), σε αντίθεση με την 'παραδοσιακή' έννοια των σημειακών και αδιάστατων στοιχειωδών σωματιδίων. Οι θεωρίες χορδών αποφεύγουν με αυτό τον τρόπο τα προβλήματα που ανακύπτουν στις φυσικές θεωρίες λόγω της σημειακής φύσης των σωματιδίων. Στη μελέτη των θεωριών χορδών περιλαμβάνονται όχι μόνο μονοδιάστατα αντικείμενα αλλά και αντικείμενα περισσότερων διαστάσεων, σημείακα αντικείμενα, μεμβράνες κ.α. Πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι μέχρι σήμερα δεν έχει υπάρξει πειραματική επαλήθευση της θεωρίας υπερχορδών.
Υπάρχουν 2 κύριες θεωρίες χορδών, η μποζονική θεωρία χορδών στις 26 διαστάσεις και η Υπερσυμμετρική Θεωρία Χορδών στις 10 διαστάσεις. Σήμερα, πάντως ο όρος θεωρία χορδών αναφέρεται στην Υπερσυμμετρική θεωρία χορδών ή Θεωρία Υπερχορδών. Μια σημαντική ερευνητική ανακάλυψη που έγινε στη δεκαετία του 1990 ήταν το οτι οι διάφορες θεωρίες υπερχορδών μπορούν να προκύψουν σαν οριακές περιπτώσεις απο μια σχετικά άγνωστη 11-διάστατη θεωρία που ονομάστηκε Θεωρία-Μ (M-Theory).[1]
Η έρευνα γύρω απο τη θεωρία χορδών αποσκοπεί στην εξαγωγή μιας θεωρίας των πάντων. Είναι προς το παρόν η μόνη αξιόπιστη θεωρία κβαντικής βαρύτητας, η οποία μπορεί εξίσου καλά να περιγράψει και τις ηλεκτρομαγνητικές και τις άλλες θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις. Στη θεωρία υπερχορδών περιλαμβάνονται και τα φερμιόνια, οι θεμελιώδεις δομικοί λίθοι της ύλης. Δεν είναι, πάντως, ακόμη γνωστό αν η θεωρία υπερχορδών είναι η ακριβής θεωρία του σύμπαντος, ούτε τα περιθώρια των τιμών των φυσικών σταθερών που προβλέπει.
Το γεγονός ότι ο κόσμος είναι 4-διάστατος έρχεται εκ πρώτης όψεος σε αντίθεση με τις 10 ή 11 διαστάσεις της θεωρίας. Οι πιθανές απαντήσεις σ'αυτό το παράδοξο είναι δύο: Μία πιθανή απάντηση είναι ότι οι υπόλοιπες 6 ή 7 διαστάσεις είναι τόσο μικρές ώστε δεν είναι δυνατό να παρατηρηθούν. Στην 6-διάστατη περίπτωση αναφέρονται οι υπερχώροι Calabi-Yau. Στις 7 διαστάσεις αναφέρονται οι χώροι πολλαπλότητας G2. Η δεύτερη πιθανή απάντηση λύση είναι ότι είμαστε δεσμευμένοι σε μία υπερ-μεμβράνη του πλήρους σύμπαντος τεσσάρων χωροχρονικών διαστάσεων. Η λύση αυτή είναι γνωστή ως brane-world theory. [2][3] Αξίζει να σημειωθεί ότι ορισμένες εκδοχές αυτής της θεωρίας οδηγούν σε προβλέψεις που θα μπορέσουν να ελεγχθούν απο πειραματικές μετρήσεις κβαντικής βαρύτητας που θα γίνουν στον επιταχυντή LHC του διεθνούς ερευνητικού κέντρου CERN της Γενεύης, ο οποίος αναμένεται να αρχίσει τη λειτουργεία του το Νοέμβριο του 2007.
Πίνακας περιεχομένων |
[Επεξεργασία] Προβλήματα της θεωρίας υπερχορδών
Η θεωρία υπερχορδών δεν έχει μέχρι στιγμής επιτύχει να κάνει ποσοτικές προβλέψεις που θα μπορούσαν να επαληθευθούν πειραματικά. Επικριτές της θεωρίας υποστηρίζουν μάλιστα ότι η θεωρία δεν ειναι δυνατό ούτε να επαληθευτεί ούτε να απορριφθεί. Οι υποστηρικτές της αντιλέγουν ότι η θεωρία υπερχορδών έχει ήδη κάνει πληθώρα νέων προβλέψεων: α) Έξτρα διαστάσεις. Η πρόβλεψη αυτή αποτελεί αντικείμενο πολλών εξελισσόμενων πειραμάτων παγκοσμίως. β) Νέα σωματίδια με μάζες συγκρίσιμες της μάζας του Planck. γ) Υπερσυμμετρία-υπερβαρύτητα. Η ύπαρξη ή όχι υπερσυμμετρικών σωματιδίων θα αποτελέσει το αντικείμενο σειράς πειραμάτων που αναμένεται να αρχίσουν σύντομα στον επιταχυντή LHC του CERN.
Η διατύπωση της θεωρίας υπερχορδών έχει γίνει με βάση σειράς διαταραχών, και όχι ως ακριβώς διατυπωμένη θεωρία. Παρόλο που υπάρχει αρκετή πρόοδος προς μια μη-διαταρακτική διατύπωση, και υποθέσεις για πλήρεις ορισμούς στο χωροχρόνο που ικανοποιούν ορισμένες ασύμπτωτες, δεν έχει διατυπωθεί ακόμη μια πλήρης μη-διαταρακτική θεωρία υπερχορδών.
[Επεξεργασία] Επιτυχίες της θεωρίας υπερχορδών
- Σημαντικότατες συνεισφορές σε διάφορους κλάδους των μαθηματικών.
- Συμμετρία κατόπτρου (mirror symmetry).
- Σημαντικές ανακαλύψεις στην Θεωρία κόμβων (knot theory).
- Μελέτη των χώρων Calabi-Yau.
- Πρόσφατες συνεισφορές στο πρόγραμμα Langlands. [4]
- Μικροσκοπική απόδειξη της εξίσωσης Bekenstein-Hawking για την εντροπία των μελανών οπών.[5]
- Σημαντική πρόοδο στην κατανόηση ορισμένων ισχυρά συζευγμένων θεωριών πεδίου, μέσω του δυϊσμού σύμμορφης θεωρίας πεδίου--βαρύτητας AdS.[6]
- Σημαντική πρόοδο στη μελέτη των υπερσυμμετρικών θεωριών βαθμίδας, στις οποίες περιλαμβάνονται και πιθανές επεκτάσεις του Τυποποιημένου Μοντέλου.
[Επεξεργασία] Σχετικά θέματα
- Centauro γεγονότα
- Θεωρία Υπερχορδών
- M-theory
- Κβαντική Βαρύτητα
- Θεωρία Kaluza-Klein
- Υπερσυμμετρία, Υπερβαρύτητα
[Επεξεργασία] Παραπομπές
- ↑ E. Witten, "String theory dynamics in various dimensions", Nucl. Phys. B 443 (1995) 85, hep-th/9503124].
- ↑ L. Randall and R. Sundrum, "An alternative to compactification", Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 4690, hep-th/9906064.
- ↑ L. Randall and R. Sundrum, "A large mass hierarchy from a small extra dimension", Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 3370, hep-ph/9905221.
- ↑ A. Kapustin and E. Witten, "Electric-magnetic duality and the geometric Langlands program", hep-th/0604151.
- ↑ A. Strominger and C. Vafa, "Microscopic Origin of the Bekenstein-Hawking Entropy", Phys. Lett. B 379 (1996) 99, hep-th/9601029.
- ↑ J. M. Maldacena, "The large N limit of superconformal field theories and supergravity", Adv. Theor. Math. Phys. 2 (1998) 231; Int. J. Theor. Phys. 38 (1999) 1113, hep-th/9711200.
[Επεξεργασία] Σύνδεσμοι
