Die Erfolge der String-Theorie

Die String-Theorie hat sich seit ihren Anfängen im Jahr 1968 durch viele Transformationen hinter sich, wenn es gehofft wurde ein Modell für bestimmte Arten von Teilchenkollisionen zu sein. Er scheiterte zunächst an diesem Ziel, aber in den 40 Jahren seit, hat die String-Theorie in die primäre Kandidat für eine Theorie der Quantengravitation entwickelt. Es hat sich in der Mathematik die wichtigsten Entwicklungen getrieben und Theoretiker haben Erkenntnisse aus der Stringtheorie verwendet, um andere, unerwartete Probleme in der Physik lösen. In der Tat ist die Anwesenheit von Schwerkraft innerhalb der Stringtheorie ein unerwartetes Ergebnis!

Die Vorhersage der Schwerkraft aus Strings

Die erste und wichtigste Erfolg der String-Theorie ist die unerwartete Entdeckung von Objekten in der Theorie, die die Eigenschaften des Gravitons entsprechen. Diese Objekte sind eine spezielle Art von geschlossenen Strings, die auch masselos Teilchen sind, die Spin von 2 haben, genau wie gravitons. Um es anders auszudrücken, sind gravitons ein Spin-2 masselos Teilchen, das unter der Stringtheorie, kann durch eine bestimmte Art von schwing geschlossenen String gebildet werden. Die String-Theorie wurde nicht zu haben gravitons geschaffen - sie sind eine natürliche und erforderliche Konsequenz der Theorie.

Eines der größten Probleme in der modernen theoretischen Physik ist, dass die Schwerkraft von allen anderen Kräften der Physik getrennt zu sein scheint, die durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik erklärt werden. String Theorie löst dieses Problem, weil es nicht nur die Schwerkraft umfasst, aber es macht die Schwerkraft ein notwendiges Nebenprodukt der Theorie.

Zu erklären, was passiert mit einem schwarzen Loch (Art)

Ein wichtiger Motivationsfaktor für die Suche nach einer Theorie der Quantengravitation ist das Verhalten von Schwarzen Löchern zu erklären, und die String-Theorie scheint der Erreichung dieses Ziels ist eine der besten Methoden. String-Theoretiker haben mathematische Modelle von schwarzen Löchern erstellt, die Prognosen ähnlich erscheinen, hergestellt von Stephen Hawking mehr als 30 Jahren und im Herzen sein kann von der Lösung eines langjährigen Puzzle innerhalb der theoretischen Physik: Was Materie geschieht, die in ein schwarzes Loch fällt ?

Wissenschaftler das Verständnis von Schwarzen Löchern hat laufen immer Probleme, weil das Quantenverhalten eines Schwarzen Lochs zu studieren Sie irgendwie müssen beschreiben alle Quantenzustände des Schwarzen Lochs (mögliche Konfigurationen, wie die Quantenphysik definiert). Leider Schwarze Löcher sind Objekte in der Allgemeinen Relativitätstheorie, so ist es nicht klar, wie diese Quantenzustände zu definieren.

String-Theoretiker haben Modelle geschaffen, die schwarzen Löcher in bestimmten vereinfachten Bedingungen identisch zu sein scheinen, und sie nutzen diese Informationen, um die Quantenzustände der Schwarzen Löcher zu berechnen. Ihre Ergebnisse wurden gezeigt Hawkings Vorhersagen übereinstimmen, die er ohne genaue Weg gemacht, um die Quantenzustände des Schwarzen Lochs zu zählen.

Dies ist in der Nähe, dass die Stringtheorie zu einer experimentellen Vorhersage gekommen ist. Leider gibt es nichts experimentellen darüber, weil Wissenschaftler können Schwarze Löcher nicht direkt beobachten (noch) nicht. Es ist eine theoretische Vorhersage, die unerwartet entspricht einem anderen (gut angenommen) theoretische Vorhersage über Schwarze Löcher. Und darüber hinaus, hält die Vorhersage nur für bestimmte Arten von Schwarzen Löchern und wurde noch nicht für alle schwarzen Löcher erfolgreich erweitert.

Erklären der Quantenfeldtheorie Stringtheorie mit

Einer der wichtigsten Erfolge der String-Theorie ist etwas, das Maldacena Vermutung oder der AdS / CFT-Korrespondenz genannt. Im Jahr 1997 entwickelt und bald erweitert, erscheint diese Korrespondenz Einblicke in Eichtheorien zu geben, wie sie in den Mittelpunkt der Quantenfeldtheorie.

Die ursprüngliche AdS / CFT-Korrespondenz, geschrieben von Juan Maldacena, schlägt vor, dass eine bestimmte 3-dimensionalen (drei Raumdimensionen, wie unser Universum) Eichtheorie, mit den meisten Supersymmetrie erlaubt, die gleiche Physik als String-Theorie in einem 4-dimensionalen beschreibt (vier Raumdimensionen) Welt. Dies bedeutet, dass Fragen über die String-Theorie kann in der Sprache der Eichtheorie gefragt werden, was eine Quantentheorie ist, dass die Physiker wissen, wie mit zu arbeiten!

Wie John Travolta, hält macht Stringtheorie ein Comeback

Die String-Theorie hat mehr Rückschläge erlitten als wahrscheinlich jede andere wissenschaftliche Theorie in der Geschichte der Welt, aber diese Schluckauf scheinen nicht so lange dauern. Jedes Mal, es scheint, dass einige Fehler entlang in der Theorie kommt, scheint die mathematische Elastizität der Stringtheorie nur sie nicht retten, aber es stärker zu bringen als je zuvor.

Wenn zusätzliche Dimensionen in die Theorie kam in den 1970er Jahren wurde die Theorie von vielen verlassen, aber es hatte ein Comeback in der ersten Superstring-Revolution. Es stellte sich dann heraus gab es fünf verschiedene Versionen der Stringtheorie, sondern eine zweite Revolution Superstring wurde durch die Vereinheitlichung ihnen entfacht. Wenn Stringtheoretiker eine große Anzahl von Lösungen von Stringtheorien realisiert (jede Lösung der Stringtheorie ist ein sogenannter vacuÄh, während viele Lösungen genannt werden vacuein) Möglich waren, wandten sie diese in eine Tugend statt eines Nachteil. Leider ist auch heute glauben einige Wissenschaftler, dass die Stringtheorie an ihre Ziele versagt.