גרונטלעכע קאנצעפטן פון סטרינג טעאריע
שטרינג טעאריע איז א צווייג פון טעארעטישע פיזיק וואס פרובירט צו דערקלערן די פונדאמענטאלע נאטור פון די אוניווערס דורך איינפירן די געדאנק אז פונדאמענטאלע טיילכלעך זענען נישט פונקטן, נאר איין-דימענסיאנעלע אביעקטן גערופן "שטריקלעך". די טעאריע איז איינע פון די מערסט אמביציעזע פרואוון אין פיזיק צו פאראייניקן אלע באקאנטע פונדאמענטאלע אינטעראקציעס - אריינגערעכנט גראוויטי - אין איין, קאנסיסטענט טעארעטישן ראם. דער ארטיקל וועט אויסלייגן די גרונט קאנצעפטן פון שטרינג טעאריע, ווי אזוי זי האט זיך אנטוויקלט, און אירע אימפליקאציעס פאר מאדערנער פיזיק.
קורצע הינטערגרונט
דער טעאָרעטישער באַגריף פון עלעמענטאַרע פּאַרטיקלען אין קלאַסישער פיזיק ווערט אָפּגעבילדעט ווי דימענסיאָנעלע אָביעקטן אָדער "פונקטן". קוואַנטום מעכאַניק און די אַלגעמיינע טעאָריע פון רעלאַטיוויטעט האָבן מצליח געווען צו באַשרײַבן געוויסע אַספּעקטן פון דער וועלט, אָבער שוועריקייטן קומען אויף ווען מען קאָמבינירט זיי. איינע פון די גרויסע אַרויסרופן אין פיזיק איז צו פאָרמולירן אַ "טעאָריע פון אַלץ" (ToE) וואָס קען דערקלערן אַלע נאַטירלעכע דערשיינונגען מיט אַן איינציקן סכום געזעצן. שטריקל טעאָריע איז אַרויסגעקומען ווי אַ פּראַמישינג קאַנדידאַט צו בריקן דעם ריס.
קערן קאנצעפטן פון סטרינג טעאריע
די גרונטלעכע קאנצעפט פון שטרינג טעאריע איז אז גרונטלעכע טיילכלעך זענען נישט פונקטן, נאר קליינע שטריקלעך בערך 10^-33 סענטימעטער לאַנג (פיל קלענער ווי מיר קענען באאבאכטן מיט היינטיקער טעכנאָלאָגיע). די שטריקלעך קענען וויברירן אויף פארשידענע וועגן, און די פארשידענע וויבראציעס באַשטימען דעם טיפ טיילכל וואָס ווערט פּראָדוצירט. דעריבער, קען מען באַטראַכטן אַלע טיילכלעך אין דער וועלט ווי מאַניפעסטאַציעס פון שטריקלעך וואָס וויברירן אין ספּעציפֿישע מוסטערן.
סטרינג טיפּן
עס זענען דא צוויי הויפּט טיפּן פון סטרינגס אין סטרינג טעאָריע:
1. אפענע שטריקל: שטריקל מיט פרייע ענדס.
2. פארמאכטע שטריק: א שטריק וועמענס ענדס זענען פארבונדן צו פארמירן א קרייז.
די פֿאַרשידענע טיפּן פֿון סטרינג וויבראַציעס קענען רעפּרעזענטירן פֿאַרשידענע פּאַרטיקלען. למשל, פֿאָטאָנען, עלעקטראָנען, און אפילו גראַוויטאָנען (היפּאָטעטישע פּאַרטיקלען וואָס טראָגן גראַוויטאַציע) זענען פֿאָרגעלייגט געוואָרן ווי אייגענאַרטיקע וויבראַציעס פֿון סטרינגס.
נאָך דימענסיעס
איינער פון די אינטערעסאנטסטע און קאנטראווערסיאלע אספעקטן פון סטרינג טעאריע איז די איינפיר פון עקסטרא דימענסיעס. מיר לעבן אין א וועלט מיט דריי רוימליכע דימענסיעס און איין צייט-דימענסיע, פאר א סך הכל פון פיר דימענסיעס אין צייט-רוים. סטרינג טעאריע, אבער, פארלאנגט מער ווי פיר דימענסיעס צו זיין מאטעמאטיש קאנסיסטענט. די פשוטסטע סטרינג טעאריע פארלאנגט א סך הכל פון 10 דימענסיעס, בשעת מער קאמפליצירטע ווערסיעס, ווי למשל M-טעאריע, פארלאנגען 11. דאס שטעלט די פראגע: וואו גייען די עקסטרא דימענסיעס?
די פארגעשלאגענע דערקלערונג איז אז די דימענסיעס זענען "פארשטעקט" אויף גאר קליינע מאסשטאבן, צו קליין צו ווערן גלייך באמערקט. דער פראצעס איז באקאנט אלס קאמפאקטיפיקאציע. איין באקאנטער מאדעל פון קאמפאקטיפיקאציע איז דער קאלאבי-יאוי ספעיס, וואס ערלויבט די עקסטערע דימענסיעס צו ווערן צוזאמענגעשטעלט און פארפלאכטן אין א קאמפליצירטער אבער קאמפאקטער מאטעמאטישער סטרוקטור.
סופּערסטרינגס און סופּער סימעטריע
איינע פון די הויפּט אַנטוויקלונגען אין סטרינג טעאָריע איז געווען די איינפיר פון סופּערסימעטריע, וואָס האָט געגעבן אָנהייב צו סופּערסטרינג טעאָריע. סופּערסימעטריע איז דער פּרינציפּ אַז יעדער באָזאָן פּאַרטיקל (וואָס טראָגט קראַפט) האָט אַ פערמיאָן (וואָס טראָגט מאַטעריע) פּאַרטנער, און פארקערט. סופּערסימעטריע איז נישט באמערקט געוואָרן עקספּערימענטאַל, אָבער ווערט באַטראַכט אינטערעסאַנט ווייל עס קען אַדרעסירן עטלעכע פּראָבלעמען אין פּאַרטיקל פיזיק, ווי די כייעראַרכיע פון מאַסעס און מאַטעמאַטישע קאָנסיסטענסי.
סופּערסטרינג טעאָריע פארלאנגט סופּערסימעטריע כדי די טעאָריע זאָל זיין קאָנסיסטענט. דאָס פירט אונדז צו פינף פֿאַרשידענע פֿאָרמולירונגען פֿון סופּערסטרינג טעאָריע:
1. טיפ 1
2. טיפ IIA
3. טיפ IIB
4. העטעראָטיש-אָ
5. העטעראָטיש-E
יעדע פון די פינף טעאריעס שטעלט סטרינגס אין אביסל אן אנדערע סטרוקטור און האט א באזונדערן וועג פון קאמפאקטיפיקאציע.
דואַליטעט און M-טעאָריע
כאָטש עס זענען פינף באַזונדערע סופּערסטרינג טעאָריעס, די ענטדעקונג פון דואַליטעט ימפּלייז אַז די פינף סופּערסטרינג טעאָריעס קען טאַקע זיין פאַרשידענע מאַניפעסטאַציעס פון נאָך איין פונדאַמענטאַל טעאָריע, גערופן M-טעאָריע. דואַליטעט באַשרייבט אַ סיטואַציע וווּ צוויי לכאורה פאַרשידענע טעאָריעס זענען טאַקע די זעלבע באַשרייַבונג אונטער פאַרשידענע אומשטענדן. למשל, T-דואַליטעט פֿאַרבינדט טיפּ IIA און טיפּ IIB, און S-דואַליטעט פֿאַרבינדט טיפּ I און העטעראָטיש.
די M-טעאָריע איז נאָך אונטער אַנטוויקלונג און איז אַן אַקטיווער געביט פון פאָרשונג אין טעאָרעטישער פיזיק. זי פֿאָרשלאָגט 11 דימענסיעס פון צייט-רוים און לייגט צו העכער-דימענסיאָנעלע אָביעקטן באַקאַנט ווי מעמבראַנעס אָדער "בראַנעס" אין דערצו צו סטרינגס.
אימפליקאציעס אין פיזיק
די אימפליקאציעס פון סטרינג טעאריע, אויב באוויזן ריכטיג, זענען ריזיג. ערשטנס, עס קען קאמבינירן גראוויטי און קוואנטום מעכאניק אין איין, קאנסיסטענטן פרייםווארק, עפעס וואס היינטיגע פיזיק האט נאך נישט דערגרייכט. עס האט אויך דעם פאטענציאל צו באפלאסטערן דעם וועג פאר א טיפערן פארשטאנד פון קאסמאלאגיע, ספעציעל אין דעם קאנטעקסט פון דעם גרויסן באנג און שווארצע לאך סינגולאריטעטן.
דערצו, קען שטריקל טעאריע לייזן פארשידענע פראבלעמען אין טיילכעל פיזיק, אריינגערעכנט די מאסע כייערארכיע פראבלעם און די קאסמאלאגישע קאנסטאנטע. כאטש עס איז נאך אלץ דא אסאך קריטיק און סקעפטישקייט, הויפטזעכליך צוליב דעם מאנגל אין דירעקטע עקספערימענטאלע באווייזן, בלייבט שטריקל טעאריע איינע פון די מערסט אויפרעגנדע געביטן פון פארשונג אין פיזיק.
אַרויסרופן און קריטיק
שטריקל טעאריע שטייט פאר פארשידענע שוועריקייטן און קריטיקן. איין הויפט קריטיק איז דער מאנגל אין עקספערימענטאל וועריפיצירבארע פאראויסזאגונגען. די ענערגיע סקאַלעס ביי וועלכע שטריקל טעאריע עפעקטן ווערן באדייטנד זענען ווייט ווייטער פון דער דערגרייכונג פון היינטיקער עקספערימענטאלער טעכנולוגיע. דערצו, זענען דא אסאך מעגלעכע לייזונגען צו דער קאמפאקטיפיקאציע פון צוגעלייגטע דימענסיעס, וואס רעזולטירט אין א זייער גרויסער שטריקל טעאריע לאנדשאפט, מאכנדיג טעסטבארע פאראויסזאגונגען נאך שווערער.
אינגאנצן, איז שטריקל טעאריע אן אמביציעזער פארזוך צו פאראייניקן אלע געזעצן פון דעם אוניווערס אין איין, עלעגאנטן און קאנסיסטענטן ראם. כאטש עקספערימענטאלע באווייזן פעלט נאך, האט די טעאריע אריינגעברענגט אסאך אינאוואטיווע געדאנקען און מאטעמאטישע געצייג וואס האבן געעפנט נייע וועגן פאר טעארעטישע אויספארשונג. די צוקונפט פון שטריקל טעאריע און אירע אנווענדונגען אין פיזיק בלייבט איינע פון די גרויסע פראגעס וואס ווארטן אויף ענטפערס.
