Szükségem van a kvantum gravitáció, húrelmélet, tudományos hírek
„Csak azt gondolom, túl sok jó dolog, úgy, hogy meglehetősen rossz a húrelmélet. Az emberek nem értik, hogy nagyon jól, de én csak nem hiszem, egy hatalmas kozmikus tervet, amely létrehozta ezt a hihetetlen dolog, és hogy nem volt semmi köze a valós világban „- mondta egyszer Edward Witten.
Kétségtelen, egy matematikai szempontból, nincs hiány a hihetetlen, szép és elegáns elméletek. De nem mindegyik alkalmas a fizikai univerzumban. Úgy tűnik, hogy minden zseniális ötlet, hogy pontosan leírja, mit tudunk megfigyelni és mérni, számviteli legalább egy zseniális ötlet, hogy megpróbálja leírni ugyanazt, de alapvetően hibás. Múlt héten a kérdést. amelyet redukálunk, megközelítőleg a következő tény.
Quantum gravitáció. Szeretnénk tudni, hogy van-e bármilyen előrelépés ezen a területen az elmúlt öt-tíz évben. Us halandók, úgy tűnik, hogy ez a terület egy kicsit podzastryala és húrelmélet kezdett feledésbe merült, mert nehéz ellenőrizni, és van egy 10 ^ 500 a lehetséges megoldásokat. Igaz ez, vagy valahol a színfalak mögött némi haladás, ahol a sajtó egyszerűen nem figyel?
Először is, meg kell tölteni egy jó közötti választóvonalat az ötlet kvantumgravitációs, húrelmélet, a megoldás (vagy tervezett), és más alternatívákat.
Kezdjük az univerzum ismerünk és szeretünk. Egyrészt van egy általános relativitáselmélet, mi gravitációelmélete. Azt állítja, hogy ahelyett, hogy egy egyszerű művelet, a parttól, mint parancsolta Newton, amikor a tömegnek minden helyen erőt kifejteni egymás fordítottan arányos a tér a távolság közöttük, ez alapján egy finom mechanizmus.
Mass, mint Einstein létre az egyenértékűség elve E = mc ^ 2 1907, volt az egyik formája az energia az univerzumban. Ez az energia, viszont torzítja a szerkezetét a tér-idő változtatásával mozgási pályája a tárgyak és megváltoztatja az, hogy egy megfigyelő látta derékszögű rács. Tárgyak nem gyorsított miatt egy láthatatlan erő, hanem az utazás a pálya által meghatározott befolyásoló különböző formájú energia az univerzumban.
Másrészt, van más természeti törvények: kvantum. Ott elektromágnesesség, amely felelős az elektromosan töltött részecskéket azok mozgását és amely leírja egy hordozó erő a foton, amely közvetíti ezeket a kölcsönhatásokat és megadja nekünk a jelenség, amit társítani elektrosztatika és a mágnesesség. Van még két nukleáris erők: a gyenge nukleáris erő felelős a jelenségek, mint a radioaktív bomlás, és az erős nukleáris erő tartja össze az atommagot, és lehetővé teszi a létezését protonok és a neutronok.
A számítások ezek az erők általában előforduló lapos tér-idő, amelyből minden diák kezdi tanulmányt kvantumtérelméleti. De ez nem elég, ha jelen vagyunk a görbült tér, ahogy azt az általános relativitáselmélet.
„Tehát - azt mondja - mi csak lesz számításokat végeznek a mi térelméletet ívelt háttérrel!”. Ez az úgynevezett szemiklasszikus gravitáció, és az ilyen típusú számítás lehetővé teszi számunkra, hogy számít a dolgok, mint Hawking sugárzás. De még ez is csak a horizonton a fekete lyuk, de nem ott, ahol a gravitáció a teljes pompájában. Sok természetes esetekben, amelyekben tudtuk használni a kvantumelmélet a gravitáció, és ezek mind kapcsolódnak a gravitációs fizika a legkisebb méretű, az apró távolságok.
Mi például zajlik a központi régióban a fekete lyukak? Azt gondolhatnánk, azt mondják: „Ó, van egy szingularitás”, de a szingularitás - nem annyira egy pont a végtelen sűrűségű, mint az esetben, ha a matematikai eszközök az általános relativitáselmélet ad értelmetlen kérdésekre adott válaszok a lehetőségeit és erejét. Mi történik, ha egy elektron áthalad egy kettős résen. Sikeres, ha a gravitációs mező révén egyaránt rések? Vagy az egyik? A relativitás általános elmélete nem mond semmit, hogy pontszámot.
Úgy tartják, hogy legyen egy kvantumelmélet a gravitáció, ami megmagyarázza ezen és más problémákat járó „sima” a gravitációelmélete mint az általános relativitáselmélet. Annak érdekében, hogy elmagyarázza, mi folyik a rövid távolságokon jelenlétében gravitációs forrás - vagy a tömegek - szükségünk van egy kvantum, diszkrét, és így épül a részecske elmélet a gravitáció.
Tulajdonságainak következtében az általános relativitáselmélet, amit már eddig is tudtunk.
Ismert kvantum erő határozza meg az intézkedés részecskék, úgynevezett bozonok, vagy részecske egész centrifugálás. Fotonok meghatározzuk az elektromágneses erő, W- és Z-bozonok közvetítik a gyenge nukleáris erő és gluonok - a erős nukleáris erő. Mindezek a részecskék egy spin, a centrifugálás szilárd részecskék az értéke -1, 0 vagy 1, míg a tömeg nélküli részecskék (például a fotonok és gluonok) ez az értéke +1 vagy -1 csak.
Higgs egy bozon is, nem csak közvetítőként jár el az erőket, és forgasd 0. Amennyire tudjuk, a gravitáció - az általános relativitás tenzor gravitációelmélete - meg kell eljárni, mint a közvetítő tömegtelen részecske spin 2, és így a centrifuga állítható -2 vagy 2 csak.
Tehát tudni valamit a kvantumelmélet a gravitáció, mielőtt megpróbálja megfogalmazni azt. Tudjuk, hogy ez, mert bármit kvantumelmélet a gravitáció, akkor meg kell felelnie az általános relativitáselmélet, ha van dolgunk, nem a legkisebb távolságokat masszív részecskék vagy tárgyak, valamint az általános relativitáselmélet kell korlátozni newtoni gravitáció gyenge-field módban.
A nagy kérdés természetesen az, hogy hogyan kell csinálni. Ahogy kvantál gravitációs úgy, hogy helyes (a leírás a valóság), korrelál a GR és KTP számított és vezetett előrejelzések új jelenségek, amelyek lehetnek megfigyelhető, mérhető vagy proveryamy.
Vezető versenyző, mint tudjuk, az elmélet szálakat.
húrelmélet
Húrelmélet - érdekes terület, amely magában foglalja az összes standard modell mezőket és részecskék fermionok és bozonok. Ez magában foglalja a 10 dimenziós tenzor skalár gravitációelmélete: 9-1 és a térbeli és időbeli dimenzió paraméter skalármező. Ha eltávolítjuk hat ilyen térbeli dimenziók (a nem teljesen egyértelmű, hogy a folyamat az emberek hívja compactification), és hagyja, hogy a paraméter (w), amely meghatározza a skalár interakció, menjen a végtelenbe, akkor visszaállíthatja GRT.
Azonban húrelmélet számos fenomenológiai problémákat. Ezek közül az egyik az a tény, hogy ez következik az elmélet rengeteg új részecskék, beleértve az összes szuperszimmetrikus, amit még nem találtam. Azt állítja, hogy nincs szükség a „szabad paraméterek”, amely egy standard modell (a tömegek részecskét), de helyettesíti a probléma még rosszabb. Amikor arról beszélünk, 10 ^ 500 lehetséges döntések, ezek a határozatok a várható értékek karakterlánc mezők és nincs olyan mechanizmus, hogy visszaszerezze őket; húrelmélet a munka, akkor fel kell adnia a dinamika és egyszerűen azt mondják, hogy „meg kellett volna kiválasztott antropikus”.
Azonban a húrelmélet - nem az egyetlen játékos ezen a területen.
Hurok kvantumgravitáció
PKG predstavlyate érdekes megközelítés a problémát: ahelyett, hogy kvantálja részecskék PKG azt állítja, hogy maga a tér diszkrét. Szokás gravitáció: kifeszített lap egy bowling golyó a központban. Azt is tudjuk, hogy a szokásos lemez kvantált, hogy molekulákból áll, amelyek közé az atomok, amelyek egy mag (és gluonokból) és elektronok.
A tér lehet ugyanaz! Mert úgy viselkedik, mint egy szövet, ez áll a véges elemek kvantálva. És talán van szőve „hurok”, ahonnan a nevét. Csatlakozás ezek a hurkok együtt, és kap egy hálózati képviselő kvantum állapotát a gravitációs mező. E szerint a kép, kvantált nemcsak számít, hanem a tér is. Ez a kutatás terén még mindig aktívan fejlesztett.
Aszimptotikusan biztonságos gravitáció
Aszimptotikus szabadság alakult a 1970-es években, hogy ismertesse a szokatlan jellegű erős kölcsönhatás: ez egy nagyon gyenge erő rendkívül rövid távolságokra, ami lett erősebb, mint a töltött részecskék diszpergált tovább és tovább. Ellentétben elektromágnesesség, ami volt egy kis csatolási állandó, ez az erős kölcsönhatás nagy volt. Mivel a néhány érdekes tulajdonságait kvantum-színdinamika, ha csatlakozik a semleges (szín) rendszer, az erő kölcsönhatás gyorsan csökken. Ez magyarázható a fizikai méretei barionok (protonok és neutronok, például) és mezonoknak (pionokról, például).
Aszimptotikus szabadság, másrészt, úgy döntött, hogy az alapvető probléma ezzel kapcsolatos: Nem kell egy kis interakció, kommunikáció (vagy kommunikációs amely általában nulla), hanem inkább a kommunikáció, hogy egyszerűen véget ér a nagy energiájú korlát. Minden kapcsolási állandók változhatnak energia és a nagy energiájú aszimptotikus szabadság hozza egy rögzített pont az állandó (technikailag, a renormálási csoport, amelyből kinyerjük a kapcsolási állandó), és a többit lehet kiszámítani alacsony energiákon.
Különben is, ez az ötlet. Arra gondoltunk, hogy hogyan kell ezt csinálni, hogy az intézkedés 1 + 1 (egy térbeli és egy időben), de nem 3 + 1 előrehaladás azonban nagyban köszönhető Christophe Vetterihu, amely megjelent két nagyszabású munkálatok a 90-es években. Nem is olyan régen, Vetter használt aszimptotikus szabadság - csak hat évvel ezelőtt - kiszámítani a jóslat a Higgs-bozon tömege még mielőtt az LHC találta. Az eredmény ugyanaz?
Meglepő módon az előrejelzések tökéletesen egybeesett a megállapításokat az LHC. Ez az előrejelzés tökéletes, hogy ha az igazi aszimptotikus biztonsági és súlya a top kvark, W-bozon és Higgs véglegesen megállapított stabil működés akár a Planck fizika mennyiségeket nem kell más alapvető részecskék.
Bár aszimptotikusan biztonságos gravitáció nem fizetnek sok figyelmet, ez nagyon vonzó és ígéretes elmélet, mint a húrelmélet: sikeresen kvantálás gravitáció, az általános relativitáselmélet csökkenti a határ az alacsony energiájú és UV-döntő. Ezen túlmenően, megkerüli a húrelmélet egyik paraméter: nem egy egész hegy az új anyag, amit nem tud bizonyítani.
Okozati dinamikai háromszögelés
Az így kapott (kiváltott) Gravity
Ez az, amit ma a kvantum gravitáció. Meg vagyunk győződve arról, hogy enélkül nem érti a munkáját a világegyetem alapvető szinten, de nincs ötlete, milyen irányba a bemutatott öt (és egyéb) mozgás igaz lesz.
Szükségem van a kvantum gravitáció, húrelmélet? Ilya Khel