Саптар теориясынын негизги түшүнүктөрү
Жип теориясы - бул теориялык физиканын бир тармагы, ал ааламдын фундаменталдык мүнөзүн түшүндүрүүгө аракет кылат, ал фундаменталдык бөлүкчөлөр чекиттер эмес, "жиптер" деп аталган бир өлчөмдүү объектилер деген идеяны киргизүү менен. Бул теория физикадагы бардык белгилүү фундаменталдык өз ара аракеттенүүлөрдү, анын ичинде тартылуу күчүн бирдиктүү, ырааттуу теориялык алкакта бириктирүү боюнча эң амбициялуу аракеттердин бири. Бул макалада жип теориясынын негизги түшүнүктөрү, анын кантип өнүккөнү жана анын заманбап физикага тийгизген таасири баяндалат.
Кыскача маалымат
Классикалык физикадагы элементардык бөлүкчөлөрдүн теориялык концепциясы өлчөмсүз объектилер же "чекиттер" катары сүрөттөлөт. Кванттык механика жана салыштырмалуулуктун жалпы теориясы ааламдын айрым аспектилерин ийгиликтүү сүрөттөп беришкен, бирок аларды бириктирүүдө кыйынчылыктар пайда болот. Физикадагы эң чоң кыйынчылыктардын бири - бардык жаратылыш кубулуштарын бирдиктүү мыйзамдар топтому менен түшүндүрө ала турган "Бардык нерсенин теориясын" (ToE) түзүү. Жип теориясы бул ажырымды жоюу үчүн келечектүү талапкер катары пайда болду.
Саптар теориясынын негизги түшүнүктөрү
Жип теориясынын негизги концепциясы боюнча, фундаменталдык бөлүкчөлөр чекиттер эмес, узундугу 10^-33 см болгон кичинекей жиптер (азыркы технология менен байкай алгандан алда канча кичине). Бул жиптер ар кандай жолдор менен термеле алат жана бул ар кандай термелүүлөр пайда болгон бөлүкчөнүн түрүн аныктайт. Ошондуктан, ааламдагы бардык бөлүкчөлөрдү белгилүү бир үлгүлөрдө термелген жиптердин көрүнүшү катары кароого болот.
Кыл түрлөрү
Кыл теориясында кылдардын эки негизги түрү бар:
1. Ачык жип: Учтары бош жип.
2. Жабык жип: Учтары тегерек түзүү үчүн туташтырылган жип.
Бул ар кандай кыл термелүүлөрү ар кандай бөлүкчөлөрдү билдириши мүмкүн. Мисалы, фотондор, электрондор жана ал тургай гравитондор (гравитацияны алып жүрүүчү гипотетикалык бөлүкчөлөр) кылдардын уникалдуу термелүүлөрү катары сунушталган.
Кошумча өлчөмдөр
Кыл теориясынын эң кызыктуу жана талаш-тартыштуу аспектилеринин бири - кошумча өлчөмдөрдүн киргизилиши . Биз үч мейкиндик өлчөмү жана бир убакыт өлчөмү бар дүйнөдө жашайбыз , мейкиндик-убакыт боюнча жалпысынан төрт өлчөм бар. Бирок, кыл теориясы математикалык жактан ырааттуу болушу үчүн төрттөн ашык өлчөмдү талап кылат. Эң жөнөкөй кыл теориясы жалпысынан 10 өлчөмдү талап кылат, ал эми М-теориясы сыяктуу татаалыраак версиялары 11ди талап кылат. Бул суроону жаратат: бул кошумча өлчөмдөр кайда барат?
Сунушталган түшүндүрмө бул өлчөмдөр өтө кичинекей масштабдарда "жашырылган", түз байкоо үчүн өтө кичинекей. Бул процесс компактификация деп аталат. Компактификациянын белгилүү моделдеринин бири - бул кошумча өлчөмдөрдү татаал, бирок компакттуу математикалык түзүмдө түзүүгө жана чырмалыштырууга мүмкүндүк берген Калаби-Яу мейкиндиги.
Суперстрингдер жана супер симметрия
Кыл теориясындагы негизги өнүгүүлөрдүн бири суперсимметриянын киргизилиши болуп, ал суперкыл теориясынын пайда болушуна алып келген. Суперсимметрия - бул ар бир бозон бөлүкчөсүнүн (күч алып жүрүүчү) фермионунун (зат алып жүрүүчү) өнөктөшү бар деген принцип жана тескерисинче. Суперсимметрия эксперименталдык түрдө байкалган эмес, бирок ал бөлүкчөлөр физикасындагы бир нече көйгөйлөрдү , мисалы, массалардын иерархиясын жана математикалык ырааттуулукту чече алгандыктан кызыктуу деп эсептелет.
Суперсап теориясы теориянын ырааттуу болушу үчүн суперсимметрияны талап кылат. Бул бизди суперсап теориясынын беш башка формулировкасына алып келет:
1. I тип
2. IIA түрү
3. IIB түрү
4. Гетеротикалык-О
5. Гетеротикалык-E
Бул беш теориянын ар бири кылдарды бир аз башкача түзүлүштө жайгаштырат жана компактификациялоонун уникалдуу жолуна ээ.
Дуалдуулук жана М-теориясы
Беш башка суперсап теориясы болгону менен, дуалдуулуктун ачылышы бул беш суперсап теориясы чындыгында M-теориясы деп аталган дагы бир фундаменталдык теориянын ар кандай көрүнүштөрү болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Дуалдуулук эки башка көрүнгөн теория ар кандай жагдайларда чындыгында бирдей сүрөттөлүш болгон кырдаалды сүрөттөйт. Мисалы, Т-дуалдуулук IIA жана IIB типтерин байланыштырат, ал эми S-дуалдуулук I жана гетеротикалык типтерди байланыштырат.
М-теориясы дагы эле иштелип чыгууда жана теориялык физикадагы изилдөөлөрдүн активдүү багыты болуп саналат. Ал мейкиндик-убакыттын 11 өлчөмүн сунуштайт жана кылдардан тышкары мембраналар же "торчолор" деп аталган жогорку өлчөмдүү объектилерди кошот.
Физикадагы кесепеттери
Эгерде анын туура экени далилденсе, кыл теориясынын кесепеттери абдан чоң. Биринчиден, ал гравитацияны жана кванттык механиканы бирдиктүү, ырааттуу алкакта айкалыштыра алат, бул азыркы физика азырынча жетише элек нерсе. Ошондой эле, ал космологияны, айрыкча Чоң жарылуу жана кара тешиктердин сингулярдуулук контекстинде тереңирээк түшүнүүгө жол ачуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.
Мындан тышкары, кыл теориясы бөлүкчөлөр физикасындагы ар кандай маселелерди , анын ичинде масса иерархиясы маселесин жана космологиялык туруктуу маселесин чече алат. Негизинен түздөн-түз эксперименталдык далилдердин жоктугунан улам дагы эле көп сын-пикирлер жана скептицизм болгону менен, кыл теориясы физикадагы эң кызыктуу изилдөө багыттарынын бири бойдон калууда.
Кыйынчылыктар жана сын-пикирлер
Кыл теориясы бир катар кыйынчылыктарга жана сындарга туш болууда. Негизги сындардын бири - эксперименталдык жактан текшерилүүчү божомолдордун жоктугу. Кыл теориясынын эффекттери маанилүү болуп кала турган энергия масштабдары азыркы эксперименталдык технологиянын мүмкүнчүлүктөрүнөн алда канча ашып түшөт. Андан тышкары, кошумча өлчөмдөрдү компактификациялоонун көптөгөн мүмкүн болгон чечимдери бар, бул өтө чоң кыл теориясынын ландшафтын пайда кылат, бул текшерилүүчү божомолдорду ого бетер кыйындатат.
Жалпысынан алганда, кыл теориясы ааламдын бардык мыйзамдарын бирдиктүү, жарашыктуу жана ырааттуу алкакта бириктирүүгө багытталган амбициялуу аракет. Эксперименталдык далилдер дагы эле жетишсиз болсо да, теория көптөгөн инновациялык идеяларды жана математикалык куралдарды киргизди, алар теориялык изилдөө үчүн жаңы жолдорду ачты. Кыл теориясынын келечеги жана анын физикадагы колдонулушу жооп күтүп жаткан чоң суроолордун бири бойдон калууда.
