Coincheapa Bunúsacha na Teoirice Teaghrán
Is brainse den fhisic theoiriciúil í teoiric na sreinge a dhéanann iarracht míniú a thabhairt ar bhunús na cruinne tríd an smaoineamh a thabhairt isteach nach pointí iad cáithníní bunúsacha, ach rudaí aon-toiseacha ar a dtugtar "sreinge". Tá an teoiric seo ar cheann de na hiarrachtaí is uaillmhianaí sa fhisic chun gach idirghníomhaíocht bhunúsach ar a bhfuil aithne - lena n-áirítear domhantarraingt - a aontú i gcreat teoiriciúil comhsheasmhach aonair. Leagfaidh an t-alt seo amach bunchoincheapa na teoirice sreinge, conas a d'fhorbair sí, agus a himpleachtaí don fhisic nua-aimseartha.
Cúlra Achomair
Léirítear coincheap teoiriciúil na gcáithníní bunúsacha sa fhisic chlasaiceach mar réada gan toise nó "pointí". Tá cur síos rathúil déanta ag meicnic chandamach agus teoiric ghinearálta na coibhneasachta ar ghnéithe áirithe den chruinne, ach bíonn deacrachtaí ann agus iad á gcomhcheangal. Ceann de na dúshláin mhóra sa fhisic ná "Teoiric Gach Rud" (ToE) a cheapadh ar féidir léi gach feiniméan nádúrtha a mhíniú le sraith aonair dlíthe. Tá teoiric na dtéad tagtha chun cinn mar iarrthóir geallta chun an bhearna seo a líonadh.
Coincheapa Lárnacha na Teoirice Teaghrán
Is é bunchoincheap na teoirice sreinge ná nach pointí iad na cáithníní bunúsacha, ach téada beaga bídeacha thart ar 10^-33 cm ar fhad (i bhfad níos lú ná mar is féidir linn a fheiceáil leis an teicneolaíocht reatha). Is féidir leis na téada seo creathadh ar bhealaí éagsúla, agus is iad na creathadh éagsúla seo a chinneann an cineál cáithnín a tháirgtear. Dá bhrí sin, is féidir smaoineamh ar gach cáithnín sa chruinne mar léirithe ar théada ag creathadh i bpatrúin shonracha.
Cineálacha Teaghrán
Tá dhá phríomhchineál teaghrán ann i dteoiric na dteaghrán:
1. Téad Oscailte: Téad le foircinn shaora.
2. Téad Dúnta: Téad a bhfuil a foircinn ceangailte le chéile chun ciorcal a dhéanamh.
Is féidir leis na cineálacha éagsúla seo de chreathadh sreinge cáithníní éagsúla a léiriú. Mar shampla, tá fótóin, leictreoin, agus fiú gravitóin (cáithníní hipitéiseacha a iompraíonn domhantarraingt) molta mar chreathadh uathúla sreinge.
Toisí Breise
Ceann de na gnéithe is suimiúla agus is conspóidí de theoiric na sreinge ná tabhairt isteach toisí breise. Maireann muid i ndomhan ina bhfuil trí thoise spásúla agus toise amháin ama, le haghaidh ceithre thoise san iomlán i spás-am. Éilíonn teoiric na sreinge, áfach, níos mó ná ceithre thoise le bheith comhsheasmhach go matamaiticiúil. Éilíonn an teoiric sreinge is simplí 10 dtoise san iomlán, agus éilíonn leaganacha níos casta, amhail M-theoiric, 11. Ardaíonn sé seo an cheist: cá dtéann na toisí breise seo?
Is é an míniú atá molta ná go bhfuil na toisí seo “i bhfolach” ar scálaí thar a bheith beag, róbheag le breathnú orthu go díreach. Tugtar dlúthú ar an bpróiseas seo. Is samhail aitheanta dlúthú amháin é an spás Calabi-Yau, rud a ligeann do na toisí breise seo a bheith comhdhéanta agus fite fuaite laistigh de struchtúr matamaiticiúil casta ach dlúth.
Superstrings agus Super Siméadracht
Ceann de na príomhfhorbairtí i dteoiric na sreinge ná ionchorprú na sárshiméadrachta, rud a thug tús le teoiric na sársreinge. Is é an sárshiméadracht an prionsabal go bhfuil comhpháirtí fearmóin (a iompraíonn ábhar) ag gach cáithnín bósóin (a iompraíonn fórsa), agus a mhalairt. Níor breathnaíodh sárshiméadracht go turgnamhach, ach meastar go bhfuil sí suimiúil mar go bhféadfadh sí aghaidh a thabhairt ar roinnt fadhbanna i bhfisic na gcáithníní, amhail ordlathas na mais agus comhsheasmhacht mhatamaiticiúil.
Éilíonn teoiric na sár-théaghán sárshiméadracht le go mbeidh an teoiric comhsheasmhach. Mar thoradh air sin, táimid ar chúig fhoirmliú éagsúla de theoiric na sár-théaghán:
1. Cineál I
2. Cineál IIA
3. Cineál IIB
4. Heitreoiteach-O
5. Heitreoiteach-E
Cuireann gach ceann de na cúig theoiric seo teaghráin i struchtúr beagán difriúil agus tá bealach uathúil comhdhlúthaithe acu.
Déachtúlacht agus Teoiric M
Cé go bhfuil cúig theoiric shár-théagháin ar leith ann, tugann fionnachtain na déachta le fios gur léirithe difriúla iad na cúig theoiric shár-théagháin seo i ndáiríre ar theoiric bhunúsach eile, ar a dtugtar M-Teoiric. Déanann déacht cur síos ar chás ina bhfuil an cur síos céanna ar dhá theoiric a bhfuil cuma dhifriúla orthu faoi chúinsí difriúla. Mar shampla, nascann T-déacht cineál IIA agus cineál IIB, agus nascann S-déacht cineál I agus heitreóiseach.
Tá an M-theoiric fós faoi fhorbairt agus is réimse taighde gníomhach í sa fhisic theoiriciúil. Molann sí 11 thoise de spás-am agus cuireann sí rudaí níos airde tríthoiseacha ar a dtugtar seicní nó “bráin” leis chomh maith le sreanga.
Impleachtaí san Fhisic
Tá impleachtaí ollmhóra ag baint le teoiric na sreinge, má chruthaítear go bhfuil sí ceart. Ar dtús, d’fhéadfadh sí domhantarraingt agus meicnic chandamach a chomhcheangal i gcreat aonair, comhsheasmhach, rud nach bhfuil bainte amach ag an bhfisic reatha go fóill. Tá an cumas aici freisin an bealach a réiteach do thuiscint níos doimhne ar an gcosmeolaíocht, go háirithe i gcomhthéacs an Big Bang agus uathúlachtaí na bpoll dubh.
Ina theannta sin, is féidir le teoiric na sreinge fadhbanna éagsúla i bhfisic na gcáithníní a réiteach, lena n-áirítear fadhb na hordlathais maise agus an tairiseach cosmaíoch. Cé go bhfuil go leor cáineadh agus amhras ann fós, den chuid is mó mar gheall ar easpa fianaise turgnamhach dhírí, leanann teoiric na sreinge de bheith ar cheann de na réimsí taighde is spreagúla san fhisic.
Dúshláin agus Cáineadh
Tá roinnt dúshlán agus cáineadh roimh theoiric na sreinge. Is é ceann de na príomhcháineadh ná easpa tuartha infhíoraithe go turgnamhach. Tá na scálaí fuinnimh ag a mbíonn éifeachtaí teoiric na sreinge suntasach i bhfad lasmuigh de raon na teicneolaíochta turgnamhaí reatha. Ina theannta sin, tá go leor réiteach féideartha ann maidir le comhdhlúthú toisí breise, rud a fhágann tírdhreach teoiric sreinge an-mhór, rud a fhágann go bhfuil tuartha intástála níos deacra fós.
Tríd is tríd, is iarracht uaillmhianach í teoiric na sreinge chun dlíthe uile na cruinne a aontú laistigh de chreat aonair, galánta agus comhsheasmhach. Cé nach bhfuil cruthúnas turgnamhach fós ann, tá go leor smaointe nuálacha agus uirlisí matamaiticiúla tugtha isteach ag an teoiric a d’oscail bealaí nua le haghaidh taiscéalaíochta teoiriciúla. Tá todhchaí na teoirice sreinge agus a feidhmeanna san fhisic ar cheann de na ceisteanna móra atá ag fanacht le freagraí.
