Γενικά, Έρευνα, Τεχνολογία

Ανακαλύφθηκε νέα απόδειξη θεωρίας χορδών

Η θεωρία χορδών έχει σχεδιαστεί για να ενώσει όλες τις γνώσεις μαςγια το σύμπαν και να το εξηγήσω. Όταν εμφανίστηκε, κυριολεκτικά γοητεύτηκε με την φαινομενική απλότητα και τον λακωνισμό της, ενώνοντας αυτό που στο παρελθόν φαινόταν αδύνατο. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου κατέστη σαφές ότι αυτή η όμορφη θεωρία φαίνεται απλή και, με μεγάλη λύπη πολλών ερευνητών, εγείρει πολλά περισσότερα ερωτήματα παρά απαντήσεις. Αυτή η θεωρία περιγράφει μονοδιάστατα, δονούμενα ινώδη αντικείμενα που ονομάζονται "χορδές" που διαδίδονται μέσω του χωροχρόνου και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Παρά το γεγονός ότι σήμερα άλλες θεωρίες είναι δημοφιλείς μεταξύ των φυσικών, οι επιστήμονες σταδιακά, κομμάτι κομμάτι, συνεχίζουν να ανακαλύπτουν και να αποκρυπτογραφούν τις θεμελιώδεις χορδές του φυσικού Σύμπαντος χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα. Έτσι, σύμφωνα με μια νέα μελέτη, οι μαθηματικοί στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα έχουν βρει νέα στοιχεία για τη θεωρία χορδών.

Πριν από λίγα χρόνια, η θεωρία χορδών έμοιαζε με τη νέα θεωρία των πάντων. Αλλά σήμερα, το σύμπαν των χορδών εγείρει περισσότερα ερωτήματα παρά απαντήσεις

Στη θεωρία χορδών, η δημιουργία φαίνεται απίστευτημικρά, δονούμενα νήματα ενέργειας που μπορούν να στριφογυρίζουν, να τεντώνονται και να συστέλλονται. Οι θεωρητικοί φυσικοί πιστεύουν ότι ό, τι υπάρχει αποτελείται από χορδές, αλλά μέχρι στιγμής κανείς δεν μπόρεσε να το επιβεβαιώσει πειραματικά.

Οι χορδές του σύμπαντος

Συνδυάζοντας επιδέξια τις ιδέες της κβαντικής μηχανικής καιΓενική θεωρία της σχετικότητας (GR), η θεωρία χορδών πιστεύεται από τους φυσικούς ότι χτίζει μια μελλοντική θεωρία της βαρύτητας. Ωστόσο, σήμερα, οι επιστήμονες επικρίνουν όλο και περισσότερο τη θεωρία χορδών και δίνουν λιγότερη προσοχή σε αυτήν λόγω του τεράστιου αριθμού ερωτήσεων που θέτει. Ωστόσο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Letters in Mathematical Physics, η θεωρία χορδών έχει ακόμα δικαίωμα ύπαρξης.

Μαθηματικοί από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα και το Πανεπιστήμιο St. Louis έχουν δημοσιεύσει μαθηματικούς υπολογισμούς σε δύο κλάδους της θεωρίας χορδών. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, οι ερευνητές μελέτησαν μια ειδική οικογένεια συμπαγείς επιφάνειες K3 - συνδεδεμένες σύνθετες δισδιάστατες επιφάνειες. Είναι σημαντικά γεωμετρικά εργαλεία για την κατανόηση των συμμετριών των φυσικών θεωριών.

Ένα παράδειγμα τρισδιάστατης διατομής επιφάνειας K3 που χρησιμοποιείται από μαθηματικούς για να μελετήσει τη δυαδικότητα συμβολοσειράς μεταξύ της θεωρίας F και της ετεροτικής θεωρίας σε οκτώ διαστάσεις.

Υπενθυμίζουμε ότι ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά της θεωρίαςχορδές είναι ότι απαιτεί επιπλέον διαστάσεις χωροχρόνου για μαθηματική συνέπεια. Ωστόσο, δεν παρέχει κάθε τρόπος επεξεργασίας αυτών των επιπλέον διαστάσεων, που ονομάζεται επίσης «συμπύκνωση», ένα μοντέλο με τις σωστές ιδιότητες για να περιγράψει τη φύση. Για το λεγόμενο οκταδιάστατη συμπίεση μοντέλου θεωρίας χορδών, ονομάζεται F-θεωρία, οι επιπλέον διαστάσεις πρέπει να έχουν το σχήμα της επιφάνειας K3.

Στο νέο έργο, οι ερευνητές εξέτασαν τη δυαδικότητα δύο τύπων θεωρίας χορδών - F-θεωρία και ετεροτική - σε οκτώ διαστάσεις.

Θεωρία χορδών για να είναι

Η ομάδα βρήκε τέσσερις μοναδικούς τρόπους για να κόψει τις επιφάνειες K3 με έναν ιδιαίτερα χρήσιμο τρόπο, χρησιμοποιώντας Ιαπωνικά ελλειπτικά δέματα - σύμπλοκα πολλών ινών, σε σχήμα καρβέλι ή κουλούρι. Οι ερευνητές δημιούργησαν ρητές εξισώσεις για καθένα από αυτά τα πακέτα και το έδειξαν οι έννοιες της θεωρίας χορδών στον πραγματικό φυσικό κόσμο έχουν δικαίωμα ύπαρξης.

Παράδειγμα επιφάνειας Κ3

«Μπορείτε να σκεφτείτε αυτήν την οικογένεια επιφανειώνγια ένα καρβέλι ψωμί, και κάθε δόνηση ως «φέτα» αυτού του καρβέλι », γράφουν οι ερευνητές. Μελετώντας την ακολουθία των «φετών», μπορούμε να απεικονίσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα ολόκληρο το καρβέλι. Ένα σημαντικό μέρος αυτής της μελέτης, σύμφωνα με τους συγγραφείς, είναι ο εντοπισμός ορισμένων γεωμετρικών δομικών μονάδων, που ονομάζονται «διαιρέτες», σε κάθε επιφάνεια K3.

Ενδιαφέρον: Η άνοδος και το ηλιοβασίλεμα της θεωρίας χορδών

Ως εκ τούτου, επιτρέπονται ώρες επίπονης εργασίαςΟι μαθηματικοί αποδεικνύουν τα θεωρήματα για καθεμία από τις τέσσερις δέσμες και, στη συνέχεια, ωθούν κάθε θεώρημα μέσω σύνθετων αλγεβρικών τύπων. Το SciTechDaily αναφέρει τους συγγραφείς της μελέτης ότι για το τελευταίο μέρος αυτής της διαδικασίας, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το λογισμικό Maple και ένα εξειδικευμένο πακέτο διαφορικής γεωμετρίας που βελτιστοποίησε την υπολογιστική προσπάθεια.

Το σύμπαν μας είναι πολύ παράξενο και πιθανώς φτιαγμένο από χορδές

Σημειώστε ότι από τη δεκαετία του 1980., η θεωρία χορδών έχει δημιουργήσει πέντε δικές της εκδόσεις. Και παρόλο που κάθε μια από αυτές είναι χτισμένη σε χορδές και επιπλέον διαστάσεις (και οι πέντε εκδόσεις συνδυάζονται σε μια γενική θεωρία superstring, όπως έγραψε η συνάδελφός μου Ilya Khel λεπτομερώς), λεπτομερώς αυτές οι εκδόσεις αποκλίνουν αρκετά.

Διαβάστε ακόμη πιο συναρπαστικά άρθρα για το εκπληκτικό μας Σύμπαν στο κανάλι μας στο Yandex.Zen. Υπάρχουν τακτικά δημοσιευμένα άρθρα που δεν περιλαμβάνονται στον ιστότοπο.

Το παράδοξο είναι ότι και οι πέντε εκδόσειςσήμερα μπορεί να κληθεί εξίσου αλήθεια. Ωστόσο, κανείς δεν μπόρεσε να αποδείξει την ύπαρξη χορδών πειραματικά. Και όμως, για όλο το σκεπτικισμό και την κριτική της θεωρίας χορδών, το νέο έργο αποδεικνύει το δικαίωμά του να υπάρχει. Έτσι, η θεωρία χορδών δεν μπορεί να αποκλειστεί από τη λίστα των πιθανών υποψηφίων για τη Θεωρία των πάντων - μια παγκόσμια θεωρία που ενώνει όλες τις γνώσεις μας για τον κόσμο και το Σύμπαν.