Na polju fizike čestica teorija struna okuplja kvantnu mehaniku i opću teoriju relativnosti Alberta Einsteina.
Skoči na odjeljak
- Što je teorija gudača?
- 5 središnjih ideja teorije gudača
- Kratka povijest teorije gudača
- Saznajte više
- Saznajte više o MasterClassu Neila deGrassea Tysona
Poznati astrofizičar Neil deGrasse Tyson podučava vas kako pronaći objektivne istine i dijeli svoje alate za priopćavanje onoga što otkrijete.
Saznajte više
Što je teorija gudača?
Teorija struna pruža teorijski okvir u kojem su sve čestice, od fotona do kvarkova, jednodimenzionalne žice za razliku od nuldimenzionalnih točaka. Kad bi se pronašla verzija teorije struna koja se održala u svim kontekstima, ona bi poslužila kao jedinstveni matematički model za opisivanje prirode svemira - teorija svega što bi zamijenilo Standardni model fizike, koji ne objašnjava gravitaciju.
povijest čina čistog zraka
5 središnjih ideja teorije gudača
Razumijevanje detalja teorije struna zahtijeva opsežno proučavanje, ali upoznavanje glavnih elemenata teorije struna dat će vam osnovno razumijevanje njezinih temeljnih koncepata.
- Žice i brane : Žice su jednodimenzionalne niti koje se mogu naći u dva oblika: otvorene i zatvorene žice. Otvoreni niz ima krajeve koji se ne povezuju, dok zatvoreni niz tvori zatvorenu petlju. Brane (izvedene od riječi 'membrana') su predmeti slični listu na koje se žice mogu pričvrstiti na oba kraja. Branes se sposoban kretati kroz prostor vrijeme prema pravilima kvantne mehanike.
- Dodatne prostorne dimenzije : Fizičari prihvaćaju da naš svemir sadrži tri prostorne dimenzije, ali teoretičari niza zalažu se za model koji opisuje dodatne dimenzije prostora. U teoriji struna, najmanje šest dodatnih dimenzija ostaje neotkriveno jer su čvrsto kompaktificirane u složeni presavijeni oblik nazvan Calabi-Yauov razdjelnik.
- Kvantna gravitacija : Teorija struna je teorija kvantne gravitacije jer pokušava spojiti kvantnu fiziku s teorijom opće relativnosti. Kvantna fizika proučava najmanje predmete u svemiru - poput atoma i subatomskih čestica - dok se opća relativnost obično usredotočuje na predmete većih razmjera u svemiru.
- Supersimetrija : Također poznata kao teorija superniza, supersimetrija opisuje odnos između dvije vrste čestica, bozona i fermiona. U supersimetrijskoj teoriji struna, bozon (ili čestica sile) uvijek ima odgovarajući fermion (ili česticu materije) i obrnuto. Koncept supersimetrije još je uvijek teoretski, jer znanstvenici još nisu vidjeli nijednu od tih čestica. Neki fizičari pretpostavljaju da je to zato što bi za stvaranje bozona i fermiona bile potrebne nevjerojatno visoke razine energije. Te su čestice mogle postojati u ranom svemiru prije Velikog praska, ali tada su se raščlanile na čestice niže energije koje se danas vide. Veliki hadronski sudarač (sudarnik čestica s najviše energije na svijetu) u jednom trenutku može stvoriti dovoljno energije da podrži ovu teoriju - premda još uvijek nije pokazao dokaze o supersimetriji.
- Ujedinjene snage : Teoretičari struna vjeruju da mogu koristiti međusobno povezane žice kako bi objasnili kako četiri temeljne sile prirode - sila gravitacije, elektromagnetska sila, jaka nuklearna sila i slaba nuklearna sila - stvaraju jedinstvenu teoriju svega.
Kratka povijest teorije gudača
Sljedeća vremenska crta označava značajna postignuća na polju teorije struna.
kako imati svoj stil
- 1968. godine : Gabriele Veneziano, talijanski teorijski fizičar koji radi u Europskoj organizaciji za nuklearna istraživanja (CERN), koristio je podatke prikupljene iz različitih akceleratora čestica kako bi formulirao temelje teorije struna. Konstruirao je model dvostruke rezonancije nakon što je shvatio da bi mogao upotrijebiti 200 godina staru Euler-ovu formulu beta funkcije kako bi objasnio fizičke karakteristike jako interakcijskih čestica.
- 1970 : Naziv 'teorija struna' nastao je kada su trojica fizičara - Leonard Susskind, Holger Nielsen i Yoichiro Nambu - koji su koristili Venezianov model sugerirajući da je svemir sačinjen od sićušnih titrajućih žica.
- 1971 : Profesor teorijske fizike Pierre Ramond inicirao je razvoj teorije superstruna formulirajući koncept supersimetrije.
- 1974 : Japanski fizičar Tamiaki Yoneya otkrio je da teorija struna sadrži česticu sa svojstvima gravitona - kvantne čestice koja nosi gravitacijsku silu - i shvatio je da aspekti teorije struna također mogu biti teorija gravitacije.
- 1984 : Engleski fizičar Michael Green i američki fizičar John Schwarz otkrili su otkazivanje anomalije u teoriji struna tipa I, koja je postala poznata kao Green-Schwarzov mehanizam. Ovaj je događaj nadalje povezao ideje teorije struna sa supersimetrijom i pokrenuo prvu revoluciju superstruna.
- 1985. godine : 'Princetonski gudački kvartet' - David Goss, Jeffrey Harvey, Emil Martinec i Ryan Rohm - otkrio je heterotične žice, koje su zatvorene žice koje su hibridi nadnizane i bozonske žice.
- devetnaest devedeset pet : Edward Witten, teorijski fizičar s Instituta za napredne studije u Princetonu, New Jersey, sugerirao je da pet različitih prihvaćenih verzija teorije struna zapravo nisu zasebne teorije. Witten je predložio da su to samo različita ograničenja jedne teorije koju je Witten nazvao M-teorija. Ideja M-teorije pokrenula je drugu revoluciju superstruna.
MasterClass
Predloženo za vas
Internetska nastava koju predaju najveći svjetski umovi. Proširite svoje znanje u ovim kategorijama.
Neil deGrasse TysonPredaje znanstveno razmišljanje i komunikaciju
što znači znak u usponuSaznajte više dr. Jane Goodall
Predaje konzervaciju
Saznajte više Chris Hadfield
Predaje istraživanje svemira
Saznajte više Matthew WalkerPredaje znanost o boljem snu
Saznajte višeSaznajte više
Dobiti Godišnje članstvo u MasterClassu za ekskluzivan pristup video lekcijama koje podučavaju poslovna i znanstvena svetišta, uključujući Neila deGrassea Tysona, Chrisa Hadfielda, Jane Goodall i druge.
