Den superstrengteori er et forsøk på å forklare eksistensen av alle partikler og fundamentale kreftene i naturen, i modellering som de små vibrasjoner av strenger supersymmetriske . På begynnelsen av XXI - tallet, regnes det som den mest fruktbare av teorier for kvantegravitasjon , selv om den lider av de samme feilene som strengteori på grunn av umuligheten av å verifisere den ved eksperimentering.
For tiden er det mest grunnleggende problemet i teoretisk fysikk den store foreningen , eller med andre ord, harmoniseringen av teorien om generell relativitet , som beskriver tyngdekraften , og gjelder godt for store strukturer ( stjerner , planeter , galakser ) og kvantemekanikk. som beskriver de tre andre kjente grunnleggende kreftene : elektromagnetisk (EM), svak (W) og sterk (S) interaksjon.
Elementærpartikkel fysikk modeller dem som punkter i rommet og gjør dem samvirker ved null avstand, noe som fører til resultatene av uendelige verdier. Fysikere har utviklet matematiske teknikker, kjent som renormalisering , for å eliminere disse uendelighetene, som fungerer for elektromagnetiske , sterke kjernefysiske og svake kjernefysiske krefter , men ikke for tyngdekraften: på null avstand fungerer ikke Einsteins gravitasjonsteori .
Startideen er at de grunnleggende bestanddelene av virkeligheten vil være strenger av størrelsen på Plancks lengde (ca. 10 −33 cm ), som vibrerer ved resonansfrekvenser. For eksempel forutsier denne teorien at gravitonen (kandidatpartikkelen for kvantegravitasjon, som vil overføre tyngdekraften) ville være en streng med en bølgemplitude på null. Som i kvantefysikk, ville det ha en spinn på 2 og null masse .
En annen viktig konklusjon er at det ikke er noen målbar forskjell mellom tau som brytes rundt en dimensjon og de som beveger seg i dimensjoner (dvs. effektene i en dimensjon av størrelse R er de samme enn i en dimensjon av størrelse 1 / R).
Under vår observasjon har vårt fysiske rom minst fire hoveddimensjoner , og enhver fysisk teori må ta hensyn til dette. Men ingenting hindrer å ha mer enn 4 dimensjoner. Den streng Teorien krever konsistenser på 10, 11 eller 26 dimensjoner. Konflikten mellom observasjon og teori løses ved å modellere kompakte dimensjoner .
Vi synes det er vanskelig å visualisere flere dimensjoner fordi vi bare kan bevege oss i tre romlige dimensjoner. Og selv da ser vi bare i 2 + 1 dimensjoner; Tredimensjonalt syn vil tillate at alle ansiktene til et objekt blir sett samtidig. En måte å overvinne denne begrensningen på er ikke å prøve å visualisere de andre dimensjonene, men bare å tenke på dem som flere variabler i ligningene som beskriver hvordan universet fungerer. Dette reiser spørsmålet om disse "ekstravariablene" kan studeres gjennom direkte eksperimentering (som må vise menneskelige forskere, til slutt, forskjeller i utfallet mellom 1, 2 eller 2 + 1 dimensjoner).
Superstrengsteori er ikke den første som foreslår ytterligere romlige dimensjoner (se Kaluza-Klein-teorien ). Moderne strengteorier bruker matematikken for bøyning, knuter, topologi , som i stor grad ble utviklet etter Kaluza og Klein, og som gjorde disse fysiske teoriene med ekstra dimensjoner mye mer brukt.
Fysikere har utviklet fem teorier om superstreng. Den M-teori , i sin tur, vil være den riktige rammen for å forene disse fem formuleringene i en enkelt teori, men til dags dato, er det ingen quantum formulering av M teori og bare dens klassiske grense , den maksimale supergravity 11 dimensjoner, er kjent.
Strengteorier | |||||||
Type | Romtemporale dimensjoner | Supersymmetri | Strenger | Tachyons | Fermions | Symmetri gruppe | Chiralitet |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Jeg | 10 | Ja | åpen eller lukket | Nei | SO (32) | ||
IIA | 10 | Ja | lukket | Nei | masseløs | Nei | |
IIB | 10 | Ja | lukket | Nei | masseløs | Ja | |
HO | 10 | Ja | lukket | Nei | SO (32) | ||
HEI | 10 | Ja | lukket | Nei | E 8 × E 8 |