היסודות של תורת המיתרים

תורת המיתרים היא תיאוריה מתמטית המנסה להסביר תופעות מסוימות אשר אינן ניתנות להסבר כרגע תחת המודל הסטנדרטי של פיזיקת הקוונטים.

בבסיסה, תורת המיתרים משתמשת במודל של מיתרים חד מימדיים במקום חלקיקי הפיזיקה הקוונטית. מיתרים אלה, בגודל של אורך פלאנק (10^-35 m), רטט בתדרים מהודים ספציפיים. כמה גרסאות אחרונות של תורת המיתרים חזו כי המיתרים עשויים להיות באורך ארוך יותר לגודל של כמעט מילימטר, וזה אומר שהם בתחום שהניסויים יכלו לאתר אותם. הנוסחאות הנובעות מתורת המיתרים מנבאות יותר מארבעה מימדים (10 או 11 בשכיחים ביותר גרסאות, אם כי גרסה אחת דורשת 26 ממדים), אך הממדים הנוספים "מכורבלים" בתוך ה- Planck אורך.

בנוסף למיתרים, תורת המיתרים מכילה סוג אחר של אובייקט יסודי הנקרא א סובין, שיכולים להיות בעלי מימדים רבים נוספים. בכמה "תרחישים מעוצבים", היקום שלנו למעשה "תקוע" בתוך סובין תלת מימדי (המכונה 3-סובין).

תורת המיתרים פותחה בתחילה בשנות השבעים, בניסיון להסביר כמה חוסר עקביות עם התנהגות אנרגטית של הדרונים ואחרים. חלקיקים יסודיים בפיזיקה.

כמו ברבים מהפיזיקה הקוונטית, לא ניתן לפתור באופן ייחודי את המתמטיקה החלה על תורת המיתרים. הפיזיקאים חייבים ליישם את תורת ההפרעה כדי להשיג סדרה של פתרונות מקורבים. פתרונות כאלה כוללים, כמובן, הנחות שאולי אינן נכונות.

התקווה המניעה מאחורי עבודה זו היא שתביא ל"תיאוריה של הכל ", כולל פיתרון לבעיה של כוח הכבידה הקוונטיולהתפייס פיזיקה קוונטית עם תורת היחסות הכלליתובכך ליישב את כוחות יסוד של הפיזיקה.

תורת המיתרים המקורית התמקדה רק ב חלקיקי בוזון.

תיאוריית העל (קיצור ל"תיאוריית המיתרים העל-סימטריים ") משלבת בוזונים עם חלקיק אחר, fermions, כמו גם סופר-סימטריה לדגם הכובד. יש חמש תיאוריות על-עצמאיות:

• סוג 1
• סוג IIA
• סוג IIB
• סוג HO
• הקלד HE

M- תיאוריה: תיאוריה עילית, שהוצעה בשנת 1995, המנסה לאחד את דגמי ה- I, Type IIA, Type IIB, Type HO ו- Type HE כגרסאות לאותו מודל פיזי בסיסי.

אחת התוצאות של המחקר בתורת המיתרים היא ההבנה שיש מספר עצום של תיאוריות אפשריות שיכולות להיות נבנה, מה שמוביל כמה לשאלה אם גישה זו תפתח אי פעם את "תיאוריית הכל" שרבים חוקרים קיווה במקור. במקום זאת, חוקרים רבים אימצו השקפה שהם מתארים נוף תורני מיתרים עצום של מבנים תיאורטיים אפשריים, שרבים מהם לא מתארים את היקום שלנו בפועל.

נכון לעכשיו, תיאוריית המיתרים לא הצליחה להצליח כל חיזוי שלא מוסבר גם באמצעות תיאוריה חלופית. זה לא מוכח או מזויף באופן ספציפי, אם כי יש לו תכונות מתמטיות שמעניקות לו משיכה רבה לפיזיקאים רבים.

למספר ניסויים שהוצעו עשויה להיות אפשרות להציג "אפקטים של מחרוזת". האנרגיה הנדרשת לניסויים רבים כאלה לא ניתן להשיג כרגע, אם כי חלקם נמצאים בתחום האפשרות בעתיד הקרוב, כמו תצפיות אפשריות משחור חורים.

רק הזמן יגיד אם תורת המיתרים תוכל לתפוס מקום דומיננטי במדע, מעבר להשראת ליבם ומוחם של פיזיקאים רבים.