ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2021
Просмотров: 1940
Скачиваний: 1
Модели
Модели
струн
струн
Элементарные
Элементарные
частицы
частицы
–
–
струны
струны
?
?
В
теории
струн
,
претендующей
на
объединение
теории
гравитации
и
квантовой
теории
поля
,
утверждается
,
что
каждая
частица
является
не
точечным
объектом
,
а
состоит
из
одномерной
петли
микроскопических
размеров
−
струны
.
Все
наблюдаемые
свойства
частиц
являются
проявлением
различных
типов
колебания
струн
.
Электрон
представляет
собой
один
тип
колебаний
,
u
-
кварк
−
другой
и
т
.
д
.
Поскольку
масса
частицы
определяет
её
гравитационные
характеристики
,
существует
прямая
связь
между
типом
колебаний
струны
и
откликом
частицы
на
действие
гравитационной
силы
.
Электрический
заряд
,
константы
взаимодействий
определяются
типом
колебаний
струны
.
Тот
же
самый
принцип
справедлив
и
для
частиц
,
переносящих
взаимодействие
.
Фотоны
,
калибровочные
бозоны
,
глюоны
представляют
собой
разные
варианты
колебаний
абсолютно
идентичных
струн
.
Теория
струн
предсказывает
что
пространство
не
является
четырёхмерным
(
три
пространственных
измерения
и
одно
временное
),
а
имеет
дополнительные
измерения
,
которые
свёрнуты
до
очень
маленьких
размеров
.
Струны
могут
двигаться
в
этих
дополнительных
пространствах
.
Когда
струна
перемещается
,
осциллируя
по
ходу
своего
движения
,
геометрическая
форма
дополнительных
измерений
играет
решающую
роль
,
определяя
типы
резонансных
колебаний
.
Поскольку
типы
резонансных
колебаний
проявляются
в
виде
масс
и
зарядов
элементарных
частиц
,
эти
фундаментальные
свойства
Вселенной
в
значительной
степени
определяются
размерами
и
формой
дополнительных
измерений
.
Элементарные
Элементарные
частицы
частицы
–
–
струны
струны
?
?
Когда
струны
закручиваются
и
вибрируют
в
развёрнутых
и
свёрнутых
измерениях
,
небольшая
часть
их
обширного
спектра
колебаний
представлена
такими
типами
колебаний
,
которые
соответствуют
спину
J=1
или
J=2.
Эти
типы
колебаний
являются
кандидатами
на
роль
переносчиков
фундаментальных
взаимодействий
.
Дополнительные
пространственные
измерения
теории
струн
не
могут
быть
свёрнуты
произвольным
образом
:
уравнения
,
следующие
из
теории
струн
,
существенно
ограничивают
геометрическую
форму
,
которую
они
могут
принимать
.
Они
носят
названия
пространств
Калаби
-
Яу
.
В
каждой
точке
нашего
привычного
трёхмерного
пространства
имеется
шесть
невидимых
измерений
,
тесно
свёрнутых
в
одну
из
этих
причудливых
форм
шестимерного
многообразия
.
Физические
законы
,
действующие
в
трёх
больших
измерениях
,
зависят
от
структуры
,
размеров
и
формы
этого
шестимерного
многообразия
.
Каждая
конфигурация
имеет
свою
потенциальную
энергию
.
В
отсутствие
материи
это
энергия
вакуума
.
Дополнительные
измерения
стремятся
принять
форму
,
обеспечивающую
минимальную
энергию
вакуума
.
Предполагается
,
что
в
нашей
Вселенной
размер
скрытых
измерений
с
течением
времени
не
изменяется
,
так
как
это
привело
бы
к
изменению
физических
постоянных
.
Элементарные
Элементарные
частицы
частицы
–
–
струны
струны
?
?
В
теории
струн
многомерный
ландшафт
с
большим
числом
переменных
характеризует
геометрию
пространства
.
Устойчивые
Вселенные
располагаются
в
минимумах
ландшафта
.
Каждому
решению
соответствует
свой
закон
в
четырёхмерном
макроскопическом
пространстве
,
свой
набор
частиц
и
законов их
взаимодействия
.
В
результате
квантовых
флуктуаций
Вселенные
могут
переходить
из
одного
квантового
состояния
в
другое
.
Такое
описание
приводит
к
радикально
новой
картине
Вселенной
.
Большой
Взрыв
может
быть
одним
из
таких
квантовых
переходов
в
новую
конфигурацию
пространства
.
В
целом
в
такой
модели
Вселенная
представляет
собой
пену
из
вложенных
друг
в
друга
расширяющихся
пузырей
.
А
наблюдаемые
нами
законы
природы
зависят
от
скрытых
измерений
,
т
.
е
.
от
того
в
каком
из
множества
вселенских
пузырей
мы
находимся
.
Элементарные
Элементарные
частицы
частицы
–
–
струны
струны
?
?
Фундаментальные
частицы
−
кварки
и
лептоны
−
разделяются
на
три
семейства
с
идентичной
организаций
,
при
этом
частицы
каждого
следующего
семейства
имеют
большую
массу
.
Число
семейств
в
теории
струн
ассоциируется
с
числом
отверстий
в
геометрической
форме
,
которую
образуют
дополнительные
измерения
.
В
некоторых
вариантах
теории
струн
число
отверстий
может
достигать
480.
Проблема
состоит
в
том
,
что
никто
в
настоящее
время
не
знает
,
как
из
уравнений
теории
струн
установить
,
какое
из
многообразий
Калаби
-
Яу
определяет
число
дополнительных
пространственных
измерений
.
Большинство
вариантов
теории
струн
дают
картину
,
существенно
отличающуюся
от
нашего
мира
.
В
нём
другое
число
семейств
элементарных
частиц
,
иные
типы
и
константы
фундаментальных
взаимодействий
.
Теория
струн
допускает
существование
типов
резонансных
колебаний
,
которым
соответствуют
частицы
с
существенно
иными
,
чем
известные
,
электрическими
зарядами
,
например
, 1/5, 1/11, 1/53
в
единицах
элементарного
заряда
.
Если
в
общей
теории
относительности
постулируется
,
что
свойство
искривлённого
пространства
Вселенной
описывается
геометрией
Римана
,
то
в
теории
струн
утверждается
,
что
этот
постулат
справедлив
лишь
для
больших
масштабов
.
На
длинах
порядка
планковской
должна
вступить
в
игру
новая
геометрия
−
квантовая
геометрия
.