Stygų teorija: Skirtumas tarp puslapio versijų

10 pridėta baitų ,  prieš 8 metus
(Juodoji bedugnė)
[[Vaizdas:Point&string.png|right|thumb|275px|Sąveika subatominiame pasaulyje: taškinių [[subatominė dalelė|dalelių]] [[Pasaulinė linija|pasaulinės linijos]] [[standartinis modelis|standartiniame modelyje]] ir uždarų [[styga (fizika)|stygų]] sudarytas [[pasaulinė plokštuma]] stygų teorijoje.]]
{{Stygų teorija}}
'''Stygų teorija'''  – [[fizika|fizikos]] [[modelis]], kurio „statybiniai blokai“ yra vienmačiai objektai (stygos). [[Standartinis modelis|Standartiniame]] [[Dalelių fizika|dalelių fizikos]] modelyje, šie „blokai“ yra bedimensinės taškinės dalelės. Todėl stygų teorija išvengia kai kurių problemų, susijusių su bedimensinėmis dalelėmis standartiniame modelyje. Pakeitus taškines daleles stygomis atsiranda galimybė sukurti [[kvantinė gravitacija|kvantinės gravitacijos teoriją]]. Galų gale manoma, jog galima suvienyti žinomas elementariąsias sąveikas ([[gravitacija|gravitacinę]], [[elektromagnetinė sąveika|elektromagnetinę]], [[stiprioji sąveika|stipriąją]] ir [[silpnoji sąveika|silpnąją]]), aprašant jas tuo pačiu lygčių rinkiniu, kaip teigia [[Visuotinė teorija]].
 
=== Bendros žinios ===
 
Nuo pat stygų teorijos kaip dvigubo rezonanso modelio, aprašančio stipriai sąveikaujančius hadronus kaip stygas, gimimo, sąvoka „Stygų teorija” pasikeitė įtraukdama bet kokią susijusią superstygų teorijų grupę ir jas suvienydama. Viena bendra šių teorijų savybė yra [[Holografinis principas]]. Stygų teorija gali turėti daug formuluočių, kurių kiekviena turi skirtingą matematinę struktūrą ir kiekviena geriausiai aprašo skirtingas fizikines sąlygas. Tačiau bendri principai visoms teorijoms, abipusiškas nuoseklumas ir faktas, kad kai kurios iš jų gali paaiškinti standartinį dalelių fizikos modelį, daugeliui mokslininkų leido tikėti, kad teorija yra teisingas fundamentalus gamtos aprašymas. Tačiau svarbiausia, kad stygų teorija yra pagrindinė kandidatė tapti Visko Teorija (TOE)  – teorija, kuri tvarkinga matematine sistema aparašytų visas sąveikas ir materiją. Tokia teorija dar vadinama [[M teorija]].
 
Daug šios teorijos priešininkų kritikuoja stygų teoriją, nes ji dar nedavė kiekybinių eksperimentinių rezultatų. Kaip ir visos kitos [[kvantinė gravitacija|kvantinės gravitacijos]] teorijos, ši taip pat nurodo, kad tiesioginis eksperimentinis teorijos tikrinimas reikalautų neįmanomai brangių inžinerijos žygdarbių ir išradimų. Jei ir yra griežtų netiesioginių teorijos testų, jie dar nežinomi.
 
Stygų teorija yra daugybės fizikų dėmesio centras, nes ji reikalauja naujų matematinių ir fizikinių idėjų, kurios būtų sujungtos su labai skirtingomis matematinėmis formuluotėmis. Viena iš viską apimančių idėjų yra 11 dimensijų M teorija, reikalaujanti, kad erdvėlaikis turėtų 11 dimensijų - – kitaip nei mums įprastos trys erdvės ir viena laiko dimensija. Originalios stygų teorijos nuo 1980 metų aprašo specialias M teorijos sąlygas, kur 11-oji dimensija yra kompaktifikuota (labai trumpa linija ar mažo spindulio apskritimas) ir, jei tokios formuluotės yra laikomos fundamentaliomis, tada stygų teorija reikalauja 10-ies dimensijų. Tačiau teorija aprašo ir mums įprastą visatą su keturmačiu erdvėlaikiu ir atvejus, kur koordinatė 10-matėje erdvėje apibrėžiama ne realiais skaičiais, o visai kitokio tipo matematiniais dydžiais. Taigi, erdvėlaikio sąvokos supratimas stygų teorijoje nėra fiksuotas tam tikra sąvoka: erdvėlaikis geriausiai suprantamas kaip esantis skirtingas skirtingose sąlygose.{{Neaišku}}
 
Stygų teorija įtraukia ir bendresnius nei stygos objektus, vadinamus [[Brana|Branomis]] (angl. vadinamų ''brane'', sutrumpinimas iš „membranų"„membranų„). Ši sąvoka apima skirtingų objektų įvairovę - – D-branas, juodas p-branas, Neveu-Švarco 5-mates branas. Tai yra išplėsti objektai, krūvio šaltiniai, vektorinio potencialo elektromagnetinio lauko diferencialinės formos apibendrinimams.{{Neaišku}} Šie objektai yra susiję vieni su kitais [[Stygų dvilypumas|dvilypumų]] įvairove. [[Juodosios bedugnė]]s tipo p-branos yra identifikuojamos su [[D-Brana|D branomis]], kurios yra stygų galiniai taškai, o toks identifikavimas vadinamas kalibraciniu gravitacijos dualumu (angl. Gauge-gravity duality). Tokio ekvivalentiškumo tyrimas leido naujai pažvelgti į [[Kvantinė chromodinamika|Kvantinę chromodinamiką]].
 
Stygų teorijoje [[Elektronas|elektronai]] ir [[Kvarkas|kvarkai]] yra ne taškiniai objektai, o viendimensinės stygos. Šios stygos gali judėti ar vibruoti taip sukurdamos skirtingas stebimas daleles su skirtingu [[Aromatas (fizika)|aromatu]], [[Krūvis|krūviu]], [[Masė|mase]] ar [[Sukinys|sukiniu]]. Stygos sudaro uždaras kilpas ir kartais paviršius, vadinamus D-branomis, kurie gali atsidaryti į viendimensines linijas.{{Neaišku}} Stygos galiniai taškai gali prasiskverbti pro D-braną.
Stygų teorija yra gravitacijos teorija, [[Bendroji reliatyvumo teorija|Bendrosios reliatyvumo teorijos]] (BRT) plėtotė ir klasikinė stygų ir branų interpretacija teigianti, kad tai yra kvantmechaniškai vibruojančios, turinčios krūvį išplėstos juodosios bedugnės.{{Neaišku}}
 
Viską apimantis fizikinis „žvilgsnis” už stygos teorijos yra Holografinis principas, kuris sako, kad juodosios bedugnės paviršiaus svyravimų apibrėžimas taipogi turi aprašyti ir aplink ją esantį erdvėlaikį. Holografija reikalauja, kad mažų dimensijų teorija, aprašanti horizonto fliuktuacijas, baigsis aprašydama viską, kas gali kristi į bet ką. Todėl juodosios bedugnės horizonto teorija turėtų būti visko teorija (TOE).
Randant bent vieną pilną holografinį aprašymą, pirmumas atrodo kaip ilga sąskaita, nes turi būti atsietas nelokalus kvantinės gravitacijos aprašymas.{{Neaišku}} Stygų teorijoje yra ne vienas toks aprašymas, jų yra net keletas, kurių kiekvienas aprašo horizontų su skirtingais krūviais ir dimensijomis fliuktuacijas ir visus juos kartu pritaiko. Taigi, tie patys fizikiniai objektai ir sąveikos gali būti aprašomi viendimensinių juodųjų bedugnių horizontų fliuktuacijomis, arba taškiniais horizontais. Faktas, kad tokie skirtingi aprašymai aprašo tą pačią fiziką yra įrodymas, kad stygų teorija yra nuosekli.
 
Paprastos astronominės juodosios bedugnės neturi tinkamo holografinio aprašymo, nes turi [[Hokingo spinduliavimas|Hokingo temperatūrą]].{{Neaišku}} Stygų teorija formuluojama šaltoms juodosioms bedugnėms, kurios turi tokį didelį krūvį, koks tik įmanomas.{{Neaišku}} Pirmoji holografinė teorija aprašė viendimensinių stygų sklaidą, mažas vibruojančio horizonto, įkraunamo dvejeto formos vektoriniu potencialu, kilpas.{{Neaišku}} Šis potencialas padaro juodąją bedugnę vienmate linija.{{Neaišku}} Šios linijos horizonto fliuktuacijos aprašo visą materiją, taigi, kiekviena elementari dalelė gali būti aprašoma kaip stygos ar kilpos (ar net jos dalies) svyravimo moda. Stygos ilgis yra apytiksliai lygus [[Planko parametrai|Planko ilgiui]], bet gali būti ir ženkliai didesnis, kai stygos silpnai sąveikauja.
! class="dark" | I tipo styga
| align="CENTER" class="dark" | 10
| class="dark" | [[Supersimetrija]] tarp jėgų ir materijos, su atvirom ir uždarom stygom, nėra [[tachionas|tachionų]], grupės simetrija  – [[Speciali ortogonali grupė|SO(32)]].
|-
! class="dark" | IIA tipo styga
! class="dark" | HE styga
| align="CENTER" class="dark" | 10
| class="dark" | Supersimetrija tarp jėgų ir materijos, tik su uždarom stygom, nėra tachionų, heterostyga (t. y. kairėn ir dešinėn judančios stygos skiriaisi), grupės simetrija yra [[E8 (matematika)|''E''<sub>8</sub>×''E''<sub>8</sub>]]
|}
Reikia pastebėti, jog IIA ir IIB stygų teorijose uždaros stygos gali judėti visomis kryptimis 10 dimensijų [[erdvėlaikis|erdvėlaikyje]], kai tuo tarpu uždaros stygų galai prijungti prie [[D-brana|D-branos]], kurie yra žemesnės dimensijos membranos (jų dimensijos neįprastos: 1, 3, 5, 7 ar 9 IIA tipui ir 0, 2, 4, 6 ar 8 IIB tipui, įskaitant ir laiko kryptį).
=== Stygų teorijos objektai ===
 
Visos stygų teorijos pranašauja laisvės laipsnių egzistavimą, kurie vadinami ,,eksta dimensijomis"dimensijomis“. Be [[Fermionai|fermionų]], [[Bozonai|bozoninės]] stygos gali svyruoti plokščiame, bet nestabiliame 26 dimensijų erdvėlaikyje. Superstygų teorijoje, kuri aprašo fermionus, silpno jungimosi (be sąveikos) riba aprašo stabilų 10 dimensijų erdvėlaikį. Sąveikaujančios superstygų teorijos yra geriausiai suprantamos kaip 11 dimensijų [[supergravitacija|supergravitacijos]] teorijos, vadinamos M teorija, konfiguracijos, kur viena ar daugiau dimensijų yra kompaktiškos- ,,užlankstytos” taip, kad linijiškai išplėsta krūvį turinti juodoji bedugnė tampa ilga ir lengva.{{Neaišku}}
Ilgos ir lengvos stygos gali vibruoti skirtinguose rezonansiniuose dažniuose, o kiekvienas rezonansinis dažnis aprašo skirtingą dalelės tipą. Todėl stygų ribose bet kokia elementari dalelė turi būti suprantama kaip vibruojanti plona linija o ne taškas. Styga gali vibruoti skirtingomis modomis sukurdama skirtingas daleles lygiai taip pat, kaip gitaros styga gali išgauti skirtingas natas.
 
* [[Stygų dvilypumas]]
* [[Visuotinė teorija]]
* [[Supergravitacija]]
 
== Nuorodos ==
15 145

pakeitimai