În domeniul fizicii particulelor, teoria corzilor reunește mecanica cuantică și teoria generală a relativității a lui Albert Einstein.
Salt la secțiune
- Ce este teoria corzilor?
- Cele 5 idei centrale ale teoriei corzilor
- O scurtă istorie a teoriei corzilor
- Aflați mai multe
- Aflați mai multe despre MasterClass-ul lui Neil deGrasse Tyson
Renumitul astrofizician Neil deGrasse Tyson vă învață cum să găsiți adevăruri obiective și împărtășește instrumentele sale pentru comunicarea a ceea ce descoperiți.
cât de lung este capitolul mediuAflați mai multe
Ce este teoria corzilor?
Teoria corzilor oferă un cadru teoretic în care toate particulele, de la fotoni la quarcuri, sunt șiruri unidimensionale spre deosebire de punctele zero-dimensionale. Dacă s-ar găsi o versiune a teoriei șirurilor care se menține în toate contextele, aceasta ar servi ca un singur model matematic pentru descrierea naturii universului - o teorie a tot ceea ce ar înlocui Modelul Standard al fizicii, care nu explică gravitația.
Cele 5 idei centrale ale teoriei corzilor
Înțelegerea profunzimilor teoriei șirurilor necesită un studiu aprofundat, dar familiarizarea cu principalele elemente ale teoriei șirurilor vă va oferi o înțelegere de bază a conceptelor sale de bază.
- Corzi și brane : Șirurile sunt filamente unidimensionale care vin sub două forme: șiruri deschise și șiruri închise. Un șir deschis are capete care nu se conectează, în timp ce un șir închis formează o buclă închisă. Branurile (derivate din cuvântul „membrană”) sunt obiecte asemănătoare unei foi pe care șirurile se pot atașa la ambele capete. Branurile sunt capabile să se deplaseze prin spațiu-timp în conformitate cu regulile mecanicii cuantice.
- Dimensiuni spațiale suplimentare : Fizicienii acceptă că universul nostru conține trei dimensiuni spațiale, dar teoreticienii șirurilor susțin un model care descrie dimensiuni suplimentare ale spațiului. În teoria șirurilor, cel puțin șase dimensiuni suplimentare rămân nedetectate deoarece sunt compactate strâns într-o formă pliată complexă numită varietate Calabi-Yau.
- Gravitația cuantică : Teoria corzilor este o teorie a gravitației cuantice, deoarece încearcă să îmbine fizica cuantică cu teoria relativității generale. Fizica cuantică studiază cele mai mici obiecte din univers - cum ar fi atomii și particulele subatomice - în timp ce relativitatea generală se concentrează de obicei pe obiecte la scară mai mare din univers.
- Supersimetrie : De asemenea, cunoscută sub numele de teoria superstring, supersimetria descrie relația dintre două tipuri de particule, bosoni și fermioni. În teoria șirurilor de supersimetrie, un boson (sau o particulă de forță) are întotdeauna un fermion omolog (sau o particulă de materie) și invers. Conceptul de supersimetrie este încă teoretic, deoarece oamenii de știință nu au văzut încă niciuna dintre aceste particule. Unii fizicieni speculează că acest lucru se datorează faptului că ar fi nevoie de niveluri incredibil de ridicate de energie pentru a genera bosoni și fermioni. Este posibil ca aceste particule să fi existat în universul timpuriu înainte de big bang, dar apoi să fie descompuse în particulele cu energie inferioară văzute astăzi. Colisionatorul mare de hadroni (cel mai mare colizor de particule din lume) poate genera la un moment dat suficientă energie pentru a susține această teorie - deși încă nu a dat dovadă de supersimetrie.
- Forțe unificate : Teoreticienii șirurilor cred că pot folosi șiruri interacționale pentru a explica modul în care cele patru forțe fundamentale ale naturii - forța gravitațională, forța electromagnetică, forța nucleară puternică și forța nucleară slabă - creează o teorie unificată a tuturor.
O scurtă istorie a teoriei corzilor
Următoarea cronologie marchează realizări semnificative în domeniul teoriei șirurilor.
- 1968 : Gabriele Veneziano, un fizician teoretic italian care lucrează la Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară (CERN), a folosit datele colectate de la diferiți acceleratori de particule pentru a formula bazele teoriei șirurilor. El a construit modelul cu rezonanță dublă după ce și-a dat seama că ar putea folosi formula funcției beta Euler, veche de 200 de ani, pentru a explica caracteristicile fizice ale particulelor care interacționează puternic.
- 1970 : Numele „teoria corzilor” este inventat atunci când trei fizicieni - Leonard Susskind, Holger Nielsen și Yoichiro Nambu - care au folosit modelul lui Veneziano pentru a sugera că universul este format din mici corzi vibrante.
- 1971 : Profesorul de fizică teoretică Pierre Ramond a inițiat dezvoltarea teoriei supercordurilor prin formularea conceptului de supersimetrie.
- 1974 : Fizicianul japonez Tamiaki Yoneya a descoperit că teoria corzilor conține o particulă cu proprietățile unui graviton - o particulă cuantică care poartă forța gravitațională - și a realizat că aspectele teoriei corzilor pot fi, de asemenea, o teorie a gravitației.
- 1984 : Fizicianul englez Michael Green și fizicianul american John Schwarz au descoperit anularea anomaliei în teoria șirurilor de tip I, care a devenit cunoscută sub numele de mecanismul Green-Schwarz. Acest eveniment a conectat și mai mult ideile teoriei șirurilor cu supersimetria și a lansat prima revoluție a suprasolicitării.
- 1985 : „Cvartetul de corzi Princeton” - David Goss, Jeffrey Harvey, Emil Martinec și Ryan Rohm - au descoperit corzi heterotice, care sunt corzi închise, care sunt hibrizi de o coardă de supracord și bosonică.
- o mie noua sute nouazeci si cinci : Edward Witten, fizician teoretic la Institutul pentru Studii Avansate din Princeton, New Jersey, a sugerat că cele cinci versiuni diferite acceptate ale teoriei șirurilor nu sunt de fapt teorii separate. Witten a propus că acestea sunt doar limite variabile ale unei singure teorii pe care Witten a numit-o teoria M. Ideea teoriei M a lansat cea de-a doua revoluție a super-șirului.
Master-class
Sugerat pentru tine
Cursuri online predate de cele mai mari minți ale lumii. Extindeți-vă cunoștințele în aceste categorii.
Neil deGrasse TysonPredă gândirea științifică și comunicarea
la ce temperatură trebuie păstrat vinul roșuAflați mai multe Dr. Jane Goodall
Preda Conservarea
Află mai multe Chris Hadfield
Predă explorarea spațiului
Află mai multe Matthew WalkerÎnvață știința unui somn mai bun
Aflați mai multeAflați mai multe
Obține Abonament anual MasterClass pentru acces exclusiv la lecțiile video predate de lumini de afaceri și știință, inclusiv Neil deGrasse Tyson, Chris Hadfield, Jane Goodall și multe altele.
