általános

Felfedeztem egy négyzetméteres módját, hogy az univerzumot húrelméletben hozzuk létre

A "táj" elméletben vándorolt ​​fizikusoksztringek - milliárdok és milliárdok matematikai megoldásait tartalmazó elméletek, ahol minden megoldás olyan egyenleteket kínál, amelyekkel a fizikusok megpróbálják leírni a valóságot. Ez azonban óriási részhalmaz: legalább egy négyzetméternyi ilyen megoldás van. Ez a húrelmélet történetének legnagyobb megtalálása.

Stringelmélet

A sztringelmélet szerint minden részecske ésalapvető erők merülnek fel a apró húrok rezgéseinek folyamatában. A matematikai konzisztencia érdekében ezek a húrok 10 dimenziós téridővel rezegnek. A következõ, a világegyetemi létezésünk szokásos mindennapi élményével való összhang érdekében, három térbeli és egy idõbeli dimenzióval, a további hat dimenzió „össze- tömödik”, így nem lehet őket kimutatni.

A különböző összetételű megoldások különböző megoldásokat eredményeznek. A húrelméletben a „megoldás” téridő-vákuumot jelent, amelyet Einstein gravitációs elmélete szabályoz a kvantumtérelméletgel kombinálva. Minden megoldás egy egyedi univerzumot ír le, saját részecskékkel, alapvető erőkkel és más meghatározó tulajdonságokkal.

Néhány húrelméleti szakember koncentráltaerőfeszítések arra, hogy megpróbáljuk megtalálni a karakterláncelméletet a jól ismert megfigyelhető univerzumunk tulajdonságaival - különösen a részecskefizika standard modelljével -, amely az összes ismert részecskét és erőt írja le a gravitáció kivételével.

A legtöbb ilyen erőfeszítés a verzióhoz kapcsolódikhúrelmélet, amelyben a húrok gyengén hatnak. Az elmúlt húsz évben azonban az F-elméletnek nevezett új sztringelméleti ág lehetővé tette a fizikusok számára, hogy erősen kölcsönhatásba lépjenek - vagy erősen összekapcsolódva -.

„Az érdekes eredmények azt mutatják, hogy amikor a kapcsolat nagy, elkezdhetjük az elmélet nagyon geometriai leírását” - mondja Mirjam Tsvetik a Philadelphiai Pennsylvania Egyetemen.

Ez azt jelenti, hogy a sztringelméleti tudósokhasználja az algebrai geometriát, amely algebrai módszereket alkalmaz a geometriai problémák megoldására - az F-elméletben különféle dimenziók komplexképzési módszereinek elemzése és megoldások keresése. A matematikusok önállóan tanulmányozzák az F-elméletben megjelenő geometriai alakzatokat. „Széles eszközökkel biztosítják nekünk, fizikusoknak” - mondja Ling Lin, a Pennsylvania Egyetemen. "A geometria valójában nagyon fontos, ez az" nyelv ", ami az F-elméletet erőteljes szerkezetvé teszi."

Az univerzumok kvadrillionjai

És így, virág, Lin, James HalversonA bostoni északkeleti egyetem ezeket a módszereket használta azon megoldások osztályának azonosítására, amelyek rezgő karakterláncmódokkal azonos fibrionspektrumot (vagy anyagrészecskéket) eredményeznek a Standard Modellben leírtak szerint - beleértve azt a jellemzőt is, amellyel a fermionok három generációban jönnek létre (például egy elektron , a muon és a tau az azonos típusú fermion három generációja).

F-elméleti megoldások, melyeket a virág és a lány felfedezettmunkatársaik közé tartoznak olyan részecskék is, amelyek királisságot mutatnak (nincs szimmetria a standard modell jobb és bal oldalán). A részecskefizika terminológiájában ezek a megoldások a standard modell részecskéinek pontos „királis spektrumát” reprezentálják. Például ezekben a megoldásokban a kvarkok és a leptonok jobb és bal oldali változatban vannak, mint az Univerzumban.

Az új munka azt mutatja, hogy vanlegalább egy kvadrillion oldatot, amelyben a részecskék ugyanolyan királis spektrummal rendelkeznek, mint a standard modellben, ami 10 nagyságrenddel több megoldást jelent, mint amit eddig a húrelméletben találtak. „Ez messze a Standard Model megoldások legnagyobb alosztálya” - mondja Tsvetik. „Meglepő és kellemes, hogy mindez szorosan összekapcsolt karakterláncelméletben van, ahol a geometria segít nekünk.”

A quadrillion rendkívül nagy szám, bárés sokkal kisebb, mint az F-elméletben lévő megoldások száma (amely a legutóbbi számítások szerint 10272000 nagyságrendű). És mivel ez egy rendkívül nagy szám, ami valamit nem triviális és igaz a valós világ részecskéinek fizikájában, minden szigorúan és komolyan fogják tanulmányozni, mondja Halverson.

További tanulmányok közé tartozika valós világ elemi részecske-fizikával való szorosabb kapcsolatok azonosítása. A kutatóknak meg kell határozniuk a részecskék közötti kapcsolatokat vagy kölcsönhatásokat az F-elméleti megoldásokban, amelyek ismét függnek az extra dimenziók összeállításának geometriai részleteitől.

Lehetséges, hogy a kvadrillion térbena döntések bizonyos döntések, amelyek előre látható időskálán a protonbomláshoz vezetnek. Ez nyilvánvalóan ellentmondana a valós világnak, mivel a kísérletek nem mutattak semmilyen jelet a protonbomlásról. Vagy a fizikusok olyan megoldásokat kereshetnek, amelyek megvalósítják a standard modell részecskék spektrumát, amely megőrzi a matematikai szimmetriát (R-paritás). Ez a szimmetria tiltja a protonbomlás bizonyos folyamatait, és nagyon vonzó lenne az elemi részecskefizika szempontjából, de a modern modellekben nincs.

Ezen túlmenően ez a munka feltételezi a létezésétszupersimetriák - azaz minden standard részecskénél partnerrészecskék vannak. A húrelmélet ezt a szimmetriát igényli a megoldások matematikai következetességének biztosítása érdekében.

De annak érdekében, hogy bármilyen szupersimetria-elmélet legyena megfigyelhető univerzumnak felel meg, a szimmetriát meg kell szakítani (ugyanúgy, ahogy az evőeszközök és üvegek telepítése egyszerre balra vagy jobbra megszakítja a táblázatok szimmetriáját). Ellenkező esetben a partner részecskék ugyanolyan tömegűek lesznek, mint a standard modell részecskéi - és ez nem biztos, hogy nem tapasztaltunk hasonló partnerrészecskéket kísérleteinkben.

Gondolod, hogy az univerzumunkban a húrelméletünkben a megfelelő megoldás lesz, vagy fizika pazarolja az időt? Mondja el velünk a Telegramban.