Proiecție OSG
Proiecția OSG (numită după fizicienii Ferdinando Gliozzi, Joël Scherk și David A. Olive) este un „ingredient” utilizat în construcția unui model coerent al teoriei supercordurilor [1] . Proiecția este o selecție a unui subset de posibili operatori de vârf în foaia mondială în teoria câmpului conformal (CFT) - de obicei aceia cu număr specific de foaie mondială fermionică și cu condiții de periodicitate la graniță. Această proiecție este necesară pentru a obține o teorie CFT consistentă în foaia mondială. Pentru ca proiecția să fie coerentă, este necesar ca fiecare element al mulțimii A a operatorilor obținuți din proiecție să satisfacă:
- Închiderea - Extinderea produsului operatorului (OPE), adică produsul a doi operatori din A conține doar operatorii găsiți în A;
- Localitatea reciprocă - Nu există reduceri succesive în OPE a doi operatori din setul A;
- Invarianța modulară - Funcția de partiție pe torul bidimensional al teoriei trebuie să conțină doar operatorii lui A care respectă invarianța modulară.
Începând cu CFT pe foaia lumii în sine, diferite opțiuni de proiecție GSO vor duce la teorii de șiruri cu particule fizice diferite și proprietăți spațiu-timp diferite. De exemplu , teoriile tip șir de tip II și tip 0 sunt rezultatul unor proiecții OSG diferite pe aceeași teorie a foilor de lume. Mai mult, cele două teorii distincte de tip II , și anume IIA și IIB, diferă prin proiecțiile GSO. Când se construiesc modele realiste de șir de șiruri (spre deosebire de modelele de jucărie ), se alege de obicei o proiecție GSO care elimină tahionul din starea fundamentală a teoriei șirurilor și păstrează supersimetria .
Introducere în teoria superstring
Teoria superstring-ului este o încercare de a explica toate particulele și forțele fundamentale ale naturii într-o singură teorie, considerându-le ca vibrații ale unor corzi supersimetrice foarte subțiri.
Teoria supersirurilor (super pentru că sunt supersimetrice) explică la nivel teoretic:
- existența gravitonelor
- motivul prezenței celor trei familii de particule
- deoarece fiecare familie de particule are anumite proprietăți și nu altele
Proprietățile despre care vorbim sunt:
Numărul de dimensiuni
Spațiul nostru fizic are doar 4 dimensiuni apreciabile pe scara noastră de mărime și acest lucru trebuie întotdeauna luat în considerare în orice teorie fizică ; cu toate acestea, nu există nimic în sine care să împiedice o teorie să afirme că există dimensiuni spațiale suplimentare. În cazul teoriei șirurilor , există dovezi că spațiul-timp necesită 10, 11 sau chiar 26 de dimensiuni. Conflictul dintre datele observate și propunerea teoretică este rezolvat prin postularea că dimensiunile suplimentare sunt „înfășurate” sau mai degrabă compactate . Modelul cu 6 dimensiuni Calabi-Yau poate justifica dimensiunile suplimentare cerute de teoria superstring.
Mintii noastre le este greu să vizualizeze aceste dimensiuni, deoarece ne putem mișca doar într-un spațiu tridimensional. O modalitate de a depăși această limitare nu este să încercați să vizualizați dimensiunile suplimentare, ci să le gândiți la numere suplimentare în ecuațiile care descriu modul în care este creată lumea. Aceasta deschide întrebarea dacă aceste numere suplimentare pot fi observate direct prin experimente. Acest lucru, la rândul său, ridică întrebarea dacă modelele care derivă din aceste calcule abstracte pot fi considerate științifice , deoarece până acum nu pare posibil să le dovedim cu experimente, dat fiind că, cu fizica cunoscută astăzi, aparatele experimentale ar trebui să fie mai mari decât imaginabilele (ar fi nevoie de acceleratoare de particule de dimensiunea galaxiei noastre).
Teoria superstingului nu este prima teorie multidimensională propusă ( vezi teoria Kaluza-Klein ). Teoria modernă a șirurilor se bazează pe matematica pliurilor, nodurilor și topologiei, care a fost dezvoltată în mare parte după Kaluza și Klein și care a permis în ultima perioadă că teoriile fizice bazate pe dimensiuni suplimentare erau mult mai credibile decât în vremurile Kaluza și Klein.
Numărul de teorii de suprasolicitare
Fizicienii teoretici s-au arătat foarte îngrijorați de faptul că există 5 teorii diferite de suprasolicitare. Această problemă a fost rezolvată prin așa-numita a doua revoluție a supercordurilor din anii 1990, în timpul căreia s-a descoperit că cele 5 teorii sunt de fapt 5 aspecte diferite ale unei teorii și mai de bază: teoria M.
Teoriile corzilor | ||
---|---|---|
Tip | Dimensiuni spațiu-timp | Detalii |
Bosonic | 26 | Numai bosoni , fără fermioni înseamnă doar forțe, indiferent, atât cu șiruri deschise, cât și închise; o particulă cu masă imaginară numită tahion |
THE | 10 | Supersimetrie între forțe și materie, ambele cu corzi deschise și închise, fără tahioni, grup de simetrie SO (32) |
IIA | 10 | Supersimetrie între forțe și materie, numai cu corzi închise, fără tahioni, fără fermioni fără masă cu ambii rotiri (nonchirali) |
IIB | 10 | Supersimetrie între forțe și materie numai cu corzi închise, fără tahioni, fără fermioni fără masă cu rotire într-o singură direcție (chirală) |
EU AM | 10 | Supersimetrie între forțe și materie, numai cu corzi închise, fără tahioni, heterotice, ceea ce înseamnă că corzile cu mișcare dreaptă și stângă diferă, grupul de simetrie este SO (32) |
EL | 10 | Supersimetrie între forțe și materie, numai cu corzi închise, fără tahioni, heterotice, ceea ce înseamnă că corzile cu mișcare dreaptă și stângă diferă, grupul de simetrie este E 8 × E 8 |
Cele cinci teorii ale super-șirului sunt:
- Teoria șirurilor de tip I are o supersimetrie deca-dimensională (16 supraîncărcări ). Această teorie este deosebită prin faptul că se bazează pe șiruri nedirecționate deschise și închise, în timp ce celelalte se bazează pe șiruri închise orientate.
- Teoria șirurilor de tip II are două supersimetrii în sens deca-dimensional (32 supraîncărcări). În prezent există două tipuri de striga de tip II numite tip IIA și tip IIB. Ele diferă între ele prin faptul că teoria IIA este de tip non-chiral (paritate păstrată) în timp ce IIB este de tip chiral (paritate încălcată).
- Teoriile heterotice ale șirurilor se bazează pe un anumit hibrid de tip șir super-șir și bosonic. Există două tipuri de șiruri heterotice care diferă în raport cu grupul ecartament deca-dimensional: șirul heterotic E 8 × E 8 și șirul heterotic SO (32). (Numele heterotic SO (32) este ușor imprecis în ceea ce privește grupurile Lie SO (32) deoarece teoria dă naștere la un coeficient de Spin (32) / Z 2 care nu este echivalent cu SO (32).)
Teoriile gabaritului chiral pot fi inconsistente din cauza anomaliilor. Acestea apar atunci când anumite diagrame Feynman cu o buclă provoacă o rupere a simetriei ecartamentului în efectele lor cuantice .
Notă
- ^ F. Gliozzi, Joel Scherk, David I. Olive, Supersimetrie, teorii de supergravitate și modelul dual spinor [ link rupt ] , Nucl.Phys.B122: 253-290,1977
Bibliografie
Textele de diseminare
- Particule, corzi și multe altele de Warren Siegel, Di Renzo Editore (2008), ISBN 88-8323-204-6 .
- Universul elegant de Brian Greene, Einaudi (2000), ISBN 88-06-15523-7 .
- Complotul Cosmosului de Brian Greene, Einaudi (2004), ISBN 88-06-18091-6
- Robert Foot's Matter-Mirror , Macro Edizioni (2005) ISBN 88-7507-448-8
- Un univers diferit de Robert Laughlin, Editions Code (2006) ISBN 88-7578-033-1
- Creierul cuantic de Jeffrey Satinover, Macro Editions (2002) ISBN 88-7507-408-9
- Grădina particulelor de Gordon Kane, Tea Editions (1997) ISBN 88-502-0125-7
- Peisajul cosmic: de la teoria corzilor la megavers de Leonard Susskind , Adelphi (2006), ISBN 88-459-2153-0
- Nici macar gresit. Eșecul teoriei corzilor și graba de a unifica legile fizicii . de Peter Woit, Editions Code, (2007) ISBN 88-7578-072-2
- Riscând cu Dumnezeu (după Einstein) de Antonino Palumbo, Ediții științifice italiene, (2006), ISBN 88-495-1257-0
- Unificarea cunoașterii de Antonino Palumbo, Ediții științifice italiene, (2008), ISBN 978-88-495-1745-3
Manuale
- Michael Green, John Schwarz și Edward Witten, teoria Superstring , Cambridge University Press (1987). Manualul original.
- Vol. 1: Introducere, ISBN 0-521-35752-7 .
- Vol. 2: Amplitudini de buclă, anomalii și fenomenologie, ISBN 0-521-35753-5 .
- Johnson, Clifford, D-branes , Cambridge University Press (2003). ISBN 0-521-80912-6 .
- Joseph Polchinski, Teoria corzilor , Cambridge University Press (1998). Un text modern.
- Vol. 1: O introducere în șirul bosonic , ISBN 0-521-63303-6 .
- Vol. 2: Teoria supercordurilor și dincolo, ISBN 0-521-63304-4 .
- Zwiebach, Barton. Un prim curs în teoria corzilor. Cambridge University Press (2004). ISBN 0-521-83143-1 . Corecțiile sunt disponibile online .
Elemente conexe
- Brane
- Teoria M
- Șir (fizic)
- S-dualitate
- Supersimetrie
- Dualitatea T
- Teoria corzilor
- Teoria superstring
linkuri externe
- ( RO ) F. Gliozzi, Joel Scherk, David I. Olive, Supersimetrie, teorii de supergravitate și modelul dual spinor [ link rupt ] , Nucl.Phys.B122: 253-290,1977
- Totul despre șiruri (inclusiv un test de autoevaluare) în ScienzaPerTutti , pe Scienzapertutti.lnf.infn.it .
- ( RO ) Site-ul oficial Teoria șirurilor - Site de diseminare excelent, conține și un aparat matematic util pentru experți , pe superstringtheory.com .
- ( RO ) Pagina principală PLANCK , la aether.lbl.gov .
- ( EN ) Rezultate WMAP , pe map.gsfc.nasa.gov .
- (RO) Superstringtheory.com - Ajutor online.
- (EN) Beyond String Theory - Proiect continuu care explică multe aspecte ale teoriei corzilor și subiecte conexe.
- ( RO ) Universul elegant - documentarul NOVA de Brian Greene. Diverse imagini, texte, videoclipuri și animații despre teoria corzilor.
- ( EN ) The Symphony of Everything: o scurtă introducere interactivă la teoria corzilor. , pe msnbc.com . Adus la 14 decembrie 2010 (arhivat din original la 24 septembrie 2008) .
- ( EN ) "Șiruri cosmice renăscute?" de Tom Kibble, prelegere din septembrie 2004 .
- ( EN ) SCI.physics.STRINGS - Pagina principală a unui grup de știri dedicat teoriei șirurilor.
- (EN) Resource Letter - Un bun ghid pentru studenții către literatura de specialitate despre teoria corzilor.
- ( EN ) Superstrings! Pagina principală a teoriei șirurilor - Tutorial online.
- ( EN ) Un blog popular despre teoria corzilor , pe math.columbia.edu .
- (EN) Teoria corzilor este chiar greșită? - Critica teoriei corzilor.