A részecskefizika területén a húrelmélet egyesíti a kvantummechanikát és Albert Einstein általános relativitáselméletét.
Ugrás a szakaszra
- Mi az a húrelmélet?
- A húrelmélet 5 központi gondolata
- A húrelmélet rövid története
- Tudj meg többet
- Tudjon meg többet Neil deGrasse Tyson MasterClass-járól
A neves asztrofizikus, Neil deGrasse Tyson megtanítja, hogyan találhat objektív igazságokat, és megosztja eszközeit a felfedezettek közléséhez.
Tudj meg többet
Mi az a húrelmélet?
A húrelmélet elméleti keretet ad, amelyben a részecskék a fotonoktól a kvarkokig egydimenziós húrok, szemben a nulla dimenziós pontokkal. Ha a húrelmélet olyan változatát találnák, amely minden körülmények között kitart, akkor ez egyetlen matematikai modellként szolgálna az univerzum természetének leírására - mindennek elméletére, amely felváltaná a fizika standard modelljét, amely nem magyarázza meg a gravitációt.
A húrelmélet 5 központi gondolata
A húrelmélet csínját-bínját megértése alapos tanulmányozást igényel, de a húrelmélet fő elemeinek megismerése alapismereteket nyújt Önnek a fogalmakról.
- Húrok és korpák : A húrok egydimenziós szálak, amelyek kétféle formában léteznek: nyitott húrok és zárt húrok. Egy nyitott karakterláncnak olyan végei vannak, amelyek nem kapcsolódnak össze, míg egy zárt karakterlánc zárt hurkot képez. A korpák (a „membrán” szóból származnak) olyan lapszerű tárgyak, amelyekhez húrok kapcsolódhatnak mindkét végén. A bránok képesek a kvantummechanika szabályai szerint mozogni a téridőben.
- További térbeli méretek : A fizikusok elfogadják, hogy univerzumunk három térdimenziót tartalmaz, de a húrteoristák egy olyan modell mellett érvelnek, amely a tér extra dimenzióit írja le. A húrelméletben legalább hat további dimenziót nem fedeznek fel, mert szorosan össze vannak kötve egy összetett, összehajtogatott alakzattal, amelyet Calabi-Yau sokaságnak hívnak.
- Kvantum gravitáció : A húrelmélet a kvantumgravitáció elmélete, mert megkísérli egyesíteni a kvantumfizikát az általános relativitáselmélettel. A kvantumfizika az univerzum legkisebb tárgyait - például atomokat és szubatomi részecskéket - vizsgálja, míg az általános relativitáselmélet általában a világegyetem nagyobb méretű tárgyaira összpontosít.
- Szuperszimmetria : Szuperhúrelméletként is ismert, a szuperszimmetria kétféle részecske, a bozon és a fermion közötti kapcsolatot írja le. A szuperszimmetria húrelméletében a bozonnak (vagy erőrészecskének) mindig van fermionja (vagy anyagrészecskéje), és fordítva. A szuperszimmetria fogalma még mindig elméleti, mivel a tudósok még nem láttak ilyen részecskéket. Néhány fizikus feltételezi, hogy ez azért van, mert hihetetlenül magas energiaszintre lenne szükség a bozonok és a fermionok előállításához. Ezek a részecskék a korai világegyetemben az ősrobbanás előtt létezhettek, de aztán a ma látható alacsonyabb energiájú részecskékre bomlottak. A nagyméretű hadronütköző (a világ legnagyobb energiájú részecskeütközője) egy bizonyos ponton elegendő energiát termelhet ezen elmélet alátámasztására - bár egyelőre nem mutatott bizonyítékot a szuperszimmetriára.
- Egységes erők : A húrelméleti szakemberek úgy gondolják, hogy egymással kölcsönhatásban álló húrok segítségével elmagyarázhatják, hogy a természet négy alapvető ereje - a gravitációs erő, az elektromágneses erő, az erős nukleáris erő és a gyenge atomerő - hogyan hozza létre egységes elméletét mindennek.
A húrelmélet rövid története
A következő idővonal jelentős eredményeket jelöl meg a húrelmélet területén.
- 1968 : Gabriele Veneziano, az Európai Nukleáris Kutatási Szervezetnél (CERN) dolgozó olasz elméleti fizikus a különféle részecskegyorsítókból gyűjtött adatokat használta fel a húrelmélet alapjainak megfogalmazására. Azután konstruálta a kettős rezonancia modellt, miután rájött, hogy a 200 éves Euler bétafunkciós képlettel meg tudja magyarázni az erősen kölcsönhatásban lévő részecskék fizikai jellemzőit.
- 1970 : A „húrelmélet” elnevezés akkor jön létre, amikor három fizikus - Leonard Susskind, Holger Nielsen és Yoichiro Nambu - használta Veneziano modelljét arra utalva, hogy az univerzum apró rezgő húrokból áll.
- 1971 : Pierre Ramond elméleti fizika professzor a szuperszimmetria fogalmának megfogalmazásával kezdeményezte a szuperhúr elmélet fejlesztését.
- 1974 : Tamiaki Yoneya japán fizikus felfedezte, hogy a húrelmélet egy graviton tulajdonságokkal rendelkező részecskét tartalmaz - egy kvantumrészecskét, amely gravitációs erőt visel - és rájött, hogy a húrelmélet szempontjai egyben a gravitáció elméletei is lehetnek.
- 1984 : Michael Green angol fizikus és John Schwarz amerikai fizikus felfedezte az anomáliák törlését az I. típusú húrelméletben, amely Green-Schwarz mechanizmus néven vált ismertté. Ez az esemény tovább kapcsolta a húrelméleti elképzeléseket a szuperszimmetriával és elindította az első szuperhúros forradalmat.
- 1985 : A „Princeton vonósnégyes” - David Goss, Jeffrey Harvey, Emil Martinec és Ryan Rohm - heterotikus húrokat fedezett fel, amelyek zárt húrok, amelyek szuperhúr és bozonikus hibridek.
- ezerkilencszázkilencvenöt : Edward Witten, a New Jersey-i Princetonban található Advanced Study Institute elméleti fizikusa azt javasolta, hogy a húrelmélet öt különböző elfogadott változata valójában nem külön elmélet. Witten azt javasolta, hogy csupán egyetlen elmélet változó korlátai lennének, amelyet Witten M-elméletnek nevezett. Az M-elmélet ötlete elindította a második sztringforradalmat.
Mesterkurzus
Javasolt neked
Online órák, amelyeket a világ legnagyobb elméi tartanak. Bővítse ismereteit ezekben a kategóriákban.
Neil deGrasse TysonTudományos gondolkodást és kommunikációt oktat
További információ Dr. Jane GoodallTanítja a természetvédelmet
További információ Chris Hadfield
Tanítja az űrkutatást
Tudjon meg többet Matthew WalkerTanítja a jobb alvás tudományát
Tudj meg többetTudj meg többet
Szerezd meg a A MasterClass éves tagsága kizárólagos hozzáférés az üzleti és természettudományi lámpatestek, köztük Neil deGrasse Tyson, Chris Hadfield, Jane Goodall és mások által oktatott videóórákhoz.