Osakeste füüsika valdkonnas ühendab stringiteooria kvantmehaanikat ja Albert Einsteini üldist relatiivsusteooriat.
kuidas tequilat samm-sammult valmistatakse
Hüppa jaotisse
- Mis on stringiteooria?
- Keeleteooria viis keskset ideed
- Lühike keelpilliteooria ajalugu
- Lisateave
- Lisateave Neil deGrasse Tysoni MasterClassi kohta
Tunnustatud astrofüüsik Neil deGrasse Tyson õpetab teile objektiivsete tõdede leidmist ja jagab oma tööriistu avastatu edastamiseks.
Lisateave
Mis on stringiteooria?
Stringiteooria annab teoreetilise raamistiku, milles kõik osakesed footonitest kvarkideni on ühemõõtmelised stringid vastupidiselt nullmõõtmelistele punktidele. Kui leitaks stringiteooria versioon, mis püsiks igas kontekstis, toimiks see universumi olemuse kirjeldamiseks ühe matemaatilise mudelina - teooriana kõigest, mis asendaks füüsika standardmudeli, mis ei seleta gravitatsiooni.
Keeleteooria viis keskset ideed
Keelpillide teooria peensuste mõistmine nõuab põhjalikke uuringuid, kuid nööriteooria põhielementidega tutvumine annab teile põhitõdesid selle põhimõistetest.
- Nöörid ja branid : Stringid on ühemõõtmelised niidid, mis on kahes vormis: avatud stringid ja suletud stringid. Avatud stringil on otsad, mis ei ühendu, samas kui suletud string moodustab suletud ahela. Branad (tuletatud sõnast „membraan”) on lehelaadsed objektid, millele stringid võivad mõlemas otsas kinnituda. Braanid on võimelised liikuma läbi aegruumi vastavalt kvantmehaanika reeglitele.
- Täiendavad ruumilised mõõtmed : Füüsikud nõustuvad, et meie universum sisaldab kolme ruumilist dimensiooni, kuid stringiteoreetikud väidavad mudeli eest, mis kirjeldab ruumi lisamõõtmeid. Stringiteoorias jäävad avastamata vähemalt kuus lisamõõtet, kuna need on tihedalt kokku keeratud keeruliseks kujuks, mida nimetatakse Calabi-Yau kollektoriks.
- Kvantgravitatsioon : Stringiteooria on kvantgravitatsiooni teooria, kuna see püüab kvantfüüsikat ühendada üldrelatiivsusteooriaga. Kvantfüüsika uurib universumi väikseimaid objekte - nagu aatomid ja subatoomsed osakesed -, samas kui üldrelatiivsusteooria keskendub tavaliselt universumi suuremahulistele objektidele.
- Ülisümmeetria : Supersümmeetria, mida tuntakse ka kui superstringi teooriat, kirjeldab suhet kahte tüüpi osakeste, bosonite ja fermioonide vahel. Supersümmeetria stringiteoorias on bosonil (või jõuosakesel) alati vaste fermion (või aineosake) ja vastupidi. Supersümmeetria mõiste on endiselt teoreetiline, kuna teadlased pole veel ühtegi neist osakestest näinud. Mõned füüsikud spekuleerivad, et see on tingitud sellest, et bosonite ja fermionide tekitamiseks oleks vaja uskumatult kõrget energiataset. Need osakesed võisid eksisteerida juba varases universumis enne suurt pauku, kuid seejärel lagunesid need tänapäeval nähtud madalama energiaga osakesteks. Suur hadroni kokkupõrge (maailma kõrgeima energiaga osakeste kokkupõrge) võib mingil hetkel toota piisavalt energiat, et seda teooriat toetada - kuigi siiani pole see leidnud tõestust supersümmeetria kohta.
- Ühendatud jõud : Stringiteoreetikud usuvad, et nad saavad vastastikku toimivate stringide abil selgitada, kuidas looduse neli põhijõudu - raskusjõud, elektromagnetiline jõud, tugev tuumajõud ja nõrk tuumajõud - loovad kõigest ühtse teooria.
Lühike keelpilliteooria ajalugu
Järgmine ajaskaala tähistab märkimisväärseid saavutusi stringiteooria valdkonnas.
- 1968 : Euroopa tuumauuringute organisatsioonis (CERN) töötav Itaalia teoreetiline füüsik Gabriele Veneziano kasutas stringiteooria aluste sõnastamiseks erinevatelt osakeste kiirenditelt kogutud andmeid. Ta konstrueeris topelresonantsmudeli, olles aru saanud, et suudab 200-aastase Euleri beetafunktsiooni valemi abil selgitada tugevalt interakteeruvate osakeste füüsikalisi omadusi.
- 1970 : Nimi „stringiteooria“ mõeldakse välja siis, kui kolm füüsikut - Leonard Susskind, Holger Nielsen ja Yoichiro Nambu -, kes kasutasid Veneziano mudelit, et universum koosneb pisikestest vibreerivatest stringidest.
- 1971 : Teoreetilise füüsika professor Pierre Ramond algatas superstringiteooria väljatöötamise, sõnastades supersümmeetria mõiste.
- 1974 : Jaapani füüsik Tamiaki Yoneya avastas, et stringiteooria sisaldab gravitoni omadustega osakest - gravitatsioonijõudu kandvat kvantosakest - ja mõistis, et stringiteooria aspektid võivad olla ka gravitatsiooniteooria.
- 1984 : Inglise füüsik Michael Green ja ameerika füüsik John Schwarz avastasid anomaalia tühistamise I tüübi stringiteoorias, mis sai nimeks Green-Schwarzi mehhanism. See sündmus ühendas stringiteooria ideed veelgi supersümmeetriaga ja käivitas esimese superstringi revolutsiooni.
- 1985 : 'Princetoni keelpillikvartett' - David Goss, Jeffrey Harvey, Emil Martinec ja Ryan Rohm - avastasid heterootilised keelpillid, mis on kinnised keeled, mis on ülikeeli ja bosoonilise keeli hübriidid.
- üheksateist üheksakümmend viis : Edward Witten, New Jersey osariigi Princetoni kõrgtasemeuuringute instituudi teoreetiline füüsik, soovitas, et viis erinevat aktsepteeritud keelpilliteooria versiooni pole tegelikult eraldi teooriad. Witten tegi ettepaneku, et need on vaid ühe teooria piirid, mida Witten nimetas M-teooriaks. M-teooria idee käivitas teise superstringi revolutsiooni.
MasterClass
Teile soovitatud
Veebitunnid, mida õpetavad maailma suurimad meeled. Laiendage oma teadmisi nendes kategooriates.
kuidas olla moestilistNeil deGrasse Tyson
Õpetab teaduslikku mõtlemist ja suhtlemist
beebidega töötamineLisateave dr Jane Goodall
Õpetab konserveerimist
Lisateave Chris Hadfield
Õpetab kosmoseuuringuid
Lisateave Matthew WalkerÕpetab parema une teadust
LisateaveLisateave
Hankige MasterClassi aastane liikmelisus ainuõigusliku juurdepääsu saamiseks videotundidele, mida õpetavad äri- ja teadusvalgustid, sealhulgas Neil deGrasse Tyson, Chris Hadfield, Jane Goodall ja palju muud.
