Superstring kev tshawb xav nrov lus rau Dummies

Superstring kev tshawb xav, nyob rau hauv nrov lus, yog ntug raws li ib tug txheej ntawm vibrating strands ntawm lub zog - cov hlua. Lawv yog lub hauv paus ntawm qhov. Hypothesis qhia txog cov lwm yam ntsiab - branes. Tag nrho cov tshuaj nyob rau hauv peb lub ntiaj teb muaj deeg ntawm cov hlua thiab branes. Ib tug tej yam ntuj tso qhov yuav tau txais ntawm qhov kev tshawb xav yog cov hauj lwm ntawm lub ntiajteb txawj nqus. Uas yog vim li cas tus zaum ntseeg hais tias nws muaj tus yuam sij rau lub unification ntawm lub ntiajteb txawj nqus nrog rau lwm cov kev sib tshuam.

Lub tswvyim yog tsim

Lub hom phiaj ntawm lub unified teb, superstring kev tshawb xav - purely zauv. Zoo li tag nrho cov lub cev lub tswv yim, nws yog los ntawm qhov sib npaug uas yuav tsum tau txhais nyob rau hauv ib txoj kev.

Niaj hnub no, tsis muaj leej twg paub raws nraim li cas yuav ua qhov kawg version ntawm no ziag no. Lub zaum muaj ib tug es vague lub tswv yim ntawm nws yam uas hais, tab sis tsis muaj ib tug tau tsis tau tuaj mus nrog ib tug zaum kawg kab zauv yuav engulfed tag nrho ntawm superstring kev tshawb xav thiab xyaum ua tej yam twb tsis tau tau muaj peev xwm paub meej tias nws (txawm hais tias refute heev). Physicists tau tsim ib tug yooj yim to taub version ntawm kab zauv, tab sis kom deb li deb nws tsis heev piav txog peb ntug.

Superstring kev tshawb xav rau beginners

Nyob rau hauv lub hypothesis rau tsib tseem ceeb lub tswv yim.

1. Superstring kev tshawb xav kwv yees hais tias tag nrho cov khoom ntawm peb lub ntiaj teb no yog ua los ntawm cov vibrating strands ntawm lub zog thiab lub week.
2. Nws ncav mus rau reconcile general Relativity (lub ntiajteb txawj nqus) nrog quantum physics.
3. Superstring kev tshawb xav yuav integrate tag nrho hauv paus rog ntawm lub ntug.
4. Qhov no hypothesis kwv yees ib tug tshiab kev twb kev txuas, supersymmetry, nruab nrab ntawm ob fundamentally sib txawv ntawm cov hais, bosons thiab fermions.
5. Lub tswvyim qhia txog ib tug xov tooj ntawm ntxiv, feem ntau yog unobservable qhov ntev ntawm lub ntug.

Cov hlua thiab branes

Thaum txoj kev tshawb xav sawv nyob rau hauv lub xyoo 1970, lub zog strands nyob rau hauv nws raug xam tias yog 1-dimensional khoom - cov hlua. Lo lus "ib tug-dimensional" qhia tau hais tias cov hlua muaj tsuas yog ib dimension, ntev, raws li txwv mus rau, piv txwv li, ib tug square, uas muaj ib tug ntev thiab qhov siab.

Cov superstring kev tshawb xav faib tau ua ob hom - kaw thiab qhib. Qhib txoj hlua muaj lub tswv yim hais tias yog tsis nyob rau hauv kev sib cuag nrog txhua lwm yam, thaum lub sij hawm kaw txoj hlua yog lub voj uas tsis muaj qhib xaus. Raws li ib tug tshwm sim, nws twb pom hais tias cov hlua, cov hlua hu ua tus thawj hom, raug 5 theem pib hom ntawm kev sib tshuam.

Sib tshuam yog raws li nyob rau hauv cov hlua muaj peev xwm mus txuas thiab qhia lawv lub tswv yim. Txij li thaum lub hnub ntawm qhib cov hlua yuav tuaj ua ke rau daim kaw, nws yog tsis yooj yim sua los mus tsim ib tug kev tshawb xav ntawm superstrings, tsis xws li ib tug looped txoj hlua.

Qhov no muaj pov thawj tseem ceeb raws li kaw cov hlua muaj zog uas yog ntseeg physics uas yuav piav qhia txog lub ntiajteb txawj nqus. Nyob rau hauv lwm yam lus, zaum pom tau hais tias cov superstring kev tshawb xav, es tsis txhob qhia txog cov teeb meem hais yeej piav qhia tau lawv tus cwj pwm thiab tus quab yuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus.

Ntau xyoo tom qab nws raug sab ntawd, nyob rau hauv tas li ntawd mus hlua, thiab lwm yam ntsiab tseem ceeb ntawm txoj kev tshawb xav. Lawv yuav tsum tau kev raws li los xij los yog brane. Cov hlua yuav raug txuas mus rau lawv ib tug los yog ob sab.

quantum lub ntiajteb txawj nqus

Niaj hnub nimno physics muaj ob lub ntsiab kev cai lij choj: cov kev tshawb xav ntawm Relativity (GR) thiab quantum. Lawv sawv cev rau ib tug txawv kiag li daim teb uas science. Quantum physics deals nrog lub noj hais ntawm tej yam ntuj tso thiab GTR, raws li ib tug txoj cai, qhia txog cov xwm ntawm lub scale ntawm planets, galaxies thiab lub ntug raws li ib tug tag nrho. Hypotheses uas sim muab lawv, yog hu ua cov kev tshawb xav ntawm quantum lub ntiajteb txawj nqus. Cov tseem pheej ntawm no yog tam sim no txoj hlua.

Kaw xov sib haum mus rau tus cwj pwm ntawm lub ntiajteb txawj nqus. Nyob rau hauv kev, lawv muaj zog Graviton particle thauj lub ntiajteb txawj nqus ntawm cov khoom.

Pub ntxiv tshaj rog

Hlua kev tshawb xav npaj siab los koom ua ib lub plaub rog - electromagnetic, muaj zog thiab tsis muaj zog nuclear rog, thiab lub ntiajteb txawj nqus - rau ib tug. Nyob rau hauv peb lub ntiaj teb, lawv manifest lawv tus kheej raws li plaub txawv tshwm sim, tab sis txoj hlua theorists ntseeg tau hais tias nyob rau hauv thaum ntxov ntug, thaum muaj incredibly theem ntawm lub zog, tag nrho cov ntawm cov rog no piav los ntawm cov hlua, interacting nrog txhua lwm yam.

supersymmetry

Tag nrho cov hais nyob rau hauv lub qab ntuj khwb no tau muab faib mus rau hauv ob hom: bosons thiab fermions. Hlua ziag kwv yees hais tias muaj yog ib tug kev sib raug zoo ntawm lawv, lub npe hu ua supersymmetry. Yog hais tias supersymmetry rau txhua boson thiab fermion yuav tsum muaj nyob rau txhua fermion - boson. Tu siab experimentally hav zoov xws hais yog tsis paub tseeb hais tias.

Supersymmetry yog ib tug lej sib raug zoo ntawm cov ntsiab ntawm cov lub cev sib npaug. Nws twb pom nyob rau hauv ib tug txawv thaj tsam ntawm physics thiab nws daim ntawv thov coj mus rau lub renaming ntawm lub hom phiaj ntawm supersymmetry txoj hlua (los yog superstring kev tshawb xav, nyob rau hauv nrov hom lus) nyob rau hauv nruab nrab 1970 tus.

Ib tug ntawm qhov zoo ntawm supersymmetry yog hais tias nws heev simplifies kab zauv, uas tshem tawm ib co ntau yam. Tsis muaj supersymmetry sib npaug ua rau lub cev contradictions, xws li cov infinite nqi thiab xav txog tej yam lub zog ntau.

Txij li thaum tej zaum tsis tau pom particle kwv yees los ntawm supersymmetry, nws tseem yog ib tug hypothesis. Muaj ntau physicists ntseeg tau hais tias yog vim li cas rau qhov no - qhov yuav tsum tau rau ib tug tseem ceeb npaum li cas ntawm lub zog, uas yog txuam nrog ib tug paub luj ntawm Einstein tus kab zauv E = mc ^2. Cov hais yuav muaj nyob rau hauv thaum ntxov ntug, tab sis raws li nws tau txias cia, thiab tom qab lub Big Bang, lub zog kis, cov hais yog tsiv mus rau cov uas tsis muaj zog.

Nyob rau hauv lwm yam lus, cov hlua co raws li high school zog hais poob lub zog, uas ua rau lawv hais nrog sab kev co.

Soj ntsuam vam hais tias astronomical soj los yog xyaum ua tej yam nrog particle accelerators paub meej tias kev tshawb xav, paub ib co ntawm supersymmetric ntsiab dua lub zog.

ntxiv ntsuam

Lwm yam xyuam xim txim ntawm txoj hlua kev tshawb xav yog hais tias nws yuav ua rau kev txiav txim zoo nyob rau hauv lub ntiaj teb no, tus xov tooj ntawm kev ntsuas yog ntau tshaj peb. Tam sim no, muaj ob yam lus qhia rau qhov no:

1. Ntxiv ntsuam (rau ntawm qhov lawv) muaj daim ntau quav tso, los yog, nyob rau hauv lub terminology ntawm txoj hlua ziag compactified mus rau lub incredibly me me luaj li cas, rau perceive uas yuav tsis vam meej.
2. Peb twb tua nyob rau hauv ib tug 3-dimensional brane, thiab lwm qhov ntev ntev tshaj nws thiab tsis muaj nyob rau peb.

Ib qho tseem ceeb cheeb tsam ntawm kev tshawb fawb ntawm cov theorists yog cov zauv modeling ntawm yuav ua li cas cov ntxiv cov haujlwm yuav tsum txuas mus rau peb tus kheej. Tsis ntev los no tau kwv yees hais tias zaum yuav tsis ntev yuav muaj peev xwm mus ntes cov ntxiv qhov ntev (yog hais tias lawv ua ib ke) nyob rau hauv lub tom ntej no thwmsim, raws li lawv tej zaum yuav ntau dua li yav tas los xav pom.

to taub txog lub hom phiaj

Tus aim nrhiav los zaum soj superstrings - "kev tshawb xav ntawm txhua yam", piv txwv ib tug ib lub cev hypothesis uas nyob rau ntawm ib tug siv theem piav tag nrho lub cev kev muaj tiag ... Yog hais tias muaj kev vam meej, nws yuav qhia ntxiv ntau cov lus nug hais txog cov qauv ntawm ntug peb.

Piav ntawm teeb meem thiab loj

Ib tug ntawm lub ntsiab hauj lwm uas niaj hnub tshawb fawb - cov kev tshawb fawb rau cov ntsiab tiag hais.

Hlua ziag pib raws li ib tug lub tswv yim piav txog tus hais xws li hadrons, ntau yam dua vibrational lub xeev ntawm cov hlua. Nyob rau hauv feem ntau niaj hnub formulations, teeb meem, pom nyob rau hauv peb ntug yog lub txiaj ntsim ntawm kev co ntawm cov hlua thiab branes nrog tus nqi qis tshaj zog. Lub deeg tsim ntau high-zog hais, uas yog tam sim no nyob rau hauv peb lub ntiaj teb tsis muaj nyob.

Cov pawg ntawm cov elementary hais yog ib tug manifestation ntawm yuav ua li cas cov hlua thiab branes compactified qhwv nyob rau hauv ntxiv qhov ntev. Piv txwv li, nyob rau hauv ib tug yooj yim to taub thaum lawv daim ntau quav tso nyob rau hauv qhov zoo ntawm ib tug donut, hu ua daim ntawv thom nug thiab physicists torus txoj hlua yuav qhwv daim ntawv no nyob rau hauv ob txoj kev:

• luv luv voj los ntawm qhov chaw ntawm lub torus;
• ntev voj ncig ntawm tag nrho txheej ib ncig ntawm lub torus.

Cov luv voj yog ib lub teeb particle, thiab feem ntau - mob hnyav. Thaum koj muab txoj hlua ib ncig ntawm lub toroidal compactified ntsuas lub tsim ntawm tshiab ntsiab uas txawv masses.

Superstring kev tshawb xav luv luv thiab meej meej, thiab tsuas elegantly piav txog cov kev hloov ntev nyob rau hauv loj. Collapsed ntsuas yog nyuab npaum li cas torus, tab sis nyob rau hauv tus lawv kuj ua hauj lwm.

Nws yog txawm tau, txawm hais tias nws yog ib qhov nyuaj rau xav txog tej yam uas lub qaum wraps lub torus nyob rau hauv ob cov lus qhia nyob rau tib lub sij hawm, uas yuav ua rau lwm cov particle nrog ib tug txawv loj. Branes kuj qhwv ntxiv qhov ntev, tsim tau txawm ntau dua.

Lus Txhais ntawm qhov chaw thiab lub sij hawm

Nyob rau hauv muaj ntau yam versions ntawm superstring kev tshawb xav ntawm kev ntsuas collapses, uas ua rau lawv unobservable nyob rau tam sim no theem ntawm technology txoj kev loj hlob.

Tam sim no nws tsis yog tseeb seb txoj hlua kev tshawb xav yuav piav yuav tsum muaj xwm ntawm qhov chaw thiab lub sij hawm dua puas tau Einstein. Nws ntev yog cov backdrop rau tus sis ntawm cov hlua thiab ywj siab tiag tsis.

Peb muaj ib tug piav qhia, yog tsis tag tiav, hais txog lub cuav ntawm space-time raws li ib tug derivative ntawm tag nrho cov nqi ntawm tag nrho cov hlua sib tshuam.

Qhov no mus kom ze tsis tau raws li cov views ntawm ib co physicists uas tau coj mus rau kev thuam ntawm lub hypothesis. Sib tw kev tshawb xav ntawm lub voj quantum lub ntiajteb txawj nqus raws li ib tug starting taw tes siv cov quantization ntawm qhov chaw thiab lub sij hawm. Ib txhia ntseeg tias nws thiaj li nws yuav yuav tsuas yog ib txawv mus kom ze rau tag nrho cov tib yooj yim hypothesis.

Quantization ntawm lub ntiajteb txawj nqus

Lub ntsiab kev kawm tau ntawm no hypothesis, yog paub tseeb hais tias, yuav tsum muaj ib tug quantum kev tshawb xav ntawm lub ntiajteb txawj nqus. Tam sim no piav qhia ntawm lub ntiajteb txawj nqus nyob rau hauv general Relativity yog inconsistent nrog quantum physics. Lub Xeem, Lub imposing kev txwv rau cov cwj pwm ntawm cov me me, thaum sim mus tshawb cov ntug nyob rau hauv ib tug tsis tshua me me scale ua rau contradictions.

Lub unification ntawm rog

Tam sim no, physicists paub plaub yuav tsum muaj rog: lub ntiajteb txawj nqus, electromagnetic, tsis muaj zog thiab muaj zog nuclear kev sib tshuam. Los ntawm txoj hlua ziag nws implies tias tag nrho lawv ib zaug lawm ces ntawm tib.

Raws li qhov no hypothesis, raws li cov thaum ntxov ntug txias tom qab lub loj bang, nws yog ib tug sis twb phua rau hauv txawv kev khiav hauj lwm hnub no.

Sim kawm uas muaj zog puas tau tso cai rau peb mus nrhiav tau cov union ntawm cov rog, txawm hais tias cov thwmsim yog deb tshaj tam sim no technology txoj kev loj hlob.

tsib xaiv

Tom qab superstring kiv puag ncig nyob rau hauv 1984, kev loj hlob coj qhov chaw nyob rau ib tug feverish pace. Raws li ib tug tshwm sim, es tsis txhob ntawm ib lub tswvyim muab tsib, hu ua ntaus kuv, IIA, IIB, HO, NWS, txhua tus uas yog yuav luag tag piav peb lub ntiaj teb, tab sis tsis mus rau thaum xaus.

Physics, kov version ntawm txoj hlua kev tshawb xav nyob rau hauv kev cia siab ntawm nrhiav tseeb universal mis, tsim 5 txawv variants ntawm nws tus kheej-txaus. Ib txhia ntawm lawv lub zog muaj kev cuam tshuam rau lub cev kev muaj tiag ntawm lub ntiaj teb no, lwm leej lwm tus twb tsis tseeb.

M-ziag

Nyob rau ib lub rooj sab laj nyob rau hauv 1995, lub physicist Edward Witten npaj ib bold tshuaj mus rau lub tsib hypotheses. Raws li tsis ntev los no discovery ntawm duality, lawv tag nrho cov ua tshwj xeeb no muaj ib zaug xwb kev tswvyim hu ua Witten M kev tshawb xav ntawm superstrings. Ib tug ntawm cov tseem ceeb cov ntsiab lus nws tau los ua brane (tsiaj ntawv ntawm daim nyias nyias), yooj yim khoom uas muaj ntau tshaj ib tug dimension. Txawm tias cov neeg sau tau tsis muaj tag nrho cov version, uas yog tsis yog li ntawd, nyob deb, cov M xav ntawm superstrings luv luv muaj cov nram qab nta:

• 11-dimension (10 plus 1 spatial sab nqaij daim tawv dimension);
• duality, uas ua rau tsib theories piav tib lub cev kev muaj tiag;
• branes - cov hlua, muaj ntau tshaj 1 ntsuas.

kev tshawb nrhiav

Raws li ib tug tshwm sim, es tsis txhob yog ib tug muaj 10 ⁵⁰⁰ kev txiav txim siab. Rau ib txhia physicists nws yog qhov ua rau ntawm lub ntsoog, thaum lwm tus neeg coj tus anthropic hauv paus ntsiab lus, uas piav txog lub zog ntawm cov ntug nrog peb muaj nyob rau hauv nws. Nws tseem mus yuav tau leej twg, thaum theorists yuav nrhiav lwm txoj kev los next superstring kev tshawb xav.

Ib txhia txhais hais tias peb lub ntiaj teb no tsis yog lub tsuas yog ib qho. Qhov tseem radical versions tso cai rau cov hav zoov ntawm ib txhis tus naj npawb ntawm universes, ib co kev uas muaj pes tsawg cov ntawv luam ntawm peb tus kheej.

Einstein tus lub hom phiaj kwv yees lub hav zoov ntawm ib tug tsis tshua chaw, uas yog hu ua ib tug wormhole los yog Einstein-Rosen choj. Nyob rau hauv rooj plaub no tus ob tej thaj chaw deb qhov chaw uas txuam luv luv zaj. Superstring kev tshawb xav tso cai tsis tsuas yog hais tias, tab sis kuj cov kev twb kev txuas ntawm tej thaj chaw deb cov ntsiab lus ntawm thaum uas tig mus worlds. Koj muaj peev xwm txawm ceev ntawm universes uas txawv kev cai ntawm physics. Txawm li cas los, cov yuav xaiv, thaum lub quantum kev tshawb xav ntawm lub ntiajteb txawj nqus yuav ua lawv lub neej tsis yooj yim sua.

Muaj ntau physicists ntseeg hais tias tus holographic hauv paus ntsiab lus, thaum tag nrho cov ntaub ntawv muaj nyob rau hauv lub ntim qhov chaw, sau raws nkaus Ii cov lus qhia sau tseg rau ntawm qhov chaw, yuav cia ib tug tob taub txog lub tswvyim ntawm lub hwj chim strands.

Ib txhia ntseeg hais tias tus superstring kev tshawb xav tso cai ntau ntsuam ntawm lub sij hawm, uas ua nyob rau hauv yuav ua tau ib txoj kev taug los ntawm lawv.

Nyob rau hauv tas li ntawd, nyob rau hauv lub moj khaum ntawm lub hypothesis muaj ib tug lwm txoj rau lub Big Bang qauv, raws li uas peb ntug yog lub txiaj ntsim ntawm kev sib tsoo ntawm ob branes thiab mus txog dua mus ntawm creation thiab kev puas tsuaj.

Lub qhov kawg txoj hmoo ntawm cov ntug tau yeej ib txwm nyob physicists, thiab qhov kawg version ntawm txoj hlua kev tshawb xav yuav pab txiav txim seb cov kev ceev ntawm teeb meem thiab cosmological qhov. Paub cov kev ntseeg, cosmologists yuav tsum tau los mus txiav txim seb tus ntug yuav ntsws mus txog, kom txog rau thaum nws cia li tawg, tag nrho cov pib dua.

Tsis muaj ib tug paub lub txim ntawm kev tshawb xav, raws li ntev raws li nws yuav tsis tau tsim thiab kuaj. Einstein, sau cov kab zauv E = mc ^2, tsis xav hais tias nws yuav coj mus rau lub rov tshwm sim ntawm nuclear riam phom. Lub creators ntawm quantum physics tsis paub tias nws yuav ua tau lub hauv paus rau lub laser thiab cov transistor. Thiab txawm hais tias nws yog tseem tsis tau paub dab tsi yuav xws li ib tug txhob txwm theoretical tswvyim, keeb kwm qhia tau hais tias yuav muaj tseeb tau txais ib yam dab tsi extraordinary.

Yog xav paub ntxiv nyob rau hauv no hypothesis yuav muaj nyob rau hauv phau ntawv Endryu Tsimmermana "Super hlua Theory rau Dummies."