СТРУННЫЙ КОНЦЕРТ ДЛЯ ВСЕЛЕННОЙ: МОЖЕТ БЫТЬ, ИЛИ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ? ВОТ В ЧЕМ ВОПРОС

Пятница, 09 Марта 2012 г. 17:37 + в цитатник

popmech.ru/article/103-stru...vselennoy/

СТРУННЫЙ КОНЦЕРТ ДЛЯ ВСЕЛЕННОЙ: МОЖЕТ БЫТЬ, ИЛИ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ? ВОТ В ЧЕМ ВОПРОС

В ближайшем будущем физика может вернуться к пифагорейской идее мировых гармоний. Но, разумеется, на новом уровне.

Все «кирпичики мироздания» возникают подобно звукам, рождаемым при колебании гитарной струны. Из звучания этих струн рождается опус под названием «Вселенная».

Лишние шесть измерений
Их мы не воспринимаем, и они могут быть «свернуты», например, в пространстве Калаби-Яу.

Джон Шварц
«В начале 1990-х ученые, защитившие докторскую диссертацию по теории струн, с трудом могли найти работу. Сейчас подобные эксперты нарасхват».

Майкл Грин
«Теория суперструн замечательна тем, что создает прекрасную картину звучащей Вселенной, основанной на принципе музыкальной гармонии».

В 1968 году два молодых теоретика из ЦЕРНа, Габриэле Венециано и Махико Сузуки, занимались математическим анализом столкновений пионов (в устаревшей номенклатуре – пи-мезонов). Подобные квантовые коллизии описывают с помощью матрицы рассеяния, которая позволяет найти вероятности переходов сталкивающихся частиц из начальных состояний в конечные.

В каждом случае ее обычно вычисляют лишь приближенно. Венециано и Сузуки независимо друг от друга заметили, что амплитуду парного рассеяния высокоэнергетичных пионов можно очень точно выразить с помощью малоизвестной бета-функции, которую в 1730 году придумал Леонард Эйлер. В чистом виде ее используют редко, и говорят, что церновские физики наткнулись на бета-функцию случайно, просматривая математические справочники. Это событие вызвало в физике элементарных частиц немалую сенсацию. Вскоре другие теоретики установили, что амплитуда пион-пионного рассеяния на самом деле задается разложением в бесконечный ряд, первый и основной член которого как раз и совпадает с формулой Венециано–Сузуки.

А в 1970 году Ёчиро Намбу, Тецуо Гото, Леонард Сасскинд и Хольгер Нильсен обнаружили поистине удивительную вещь. Они вывели эту же формулу, предположив, что взаимодействие между сталкивающимися пионами возникает из-за того, что их соединяет бесконечно тонкая колеблющаяся нить, подчиняющаяся законам квантовой механики. Этот неожиданный результат дал толчок изобретению моделей, представляющих элементарные частицы в виде сверхмикроскопических одномерных камертонов, вибрирующих на определенных нотах. Их-то и стали называть струнами.

Лишние шесть измерений

Первая версия теории струн получила название бозонной, так как имела дело только с целочисленными спинами. Однако в 1971 году Джон Шварц, Андре Невё и Пьер Рамон нашли обобщение струнной концепции, которая описывала как бозоны, так и фермионы, частицы с полуцелым спином. В этой модели с каждой бозонной струнной вибрацией сочетается парная ей фермионная. В квантовой теории поля такое соответствие между бозонами и фермионами именуют суперсимметрией. Поэтому новую версию стали называть суперсимметричной теорией струн или, короче, теорией суперструн.

Изначально в ней видели кандидата на общую теорию сильного взаимодействия между элементарными частицами. Но как раз в начале 1970-х появилась квантовая хромодинамика, чрезвычайно эффективный способ описания сильных взаимодействий, основанный на кварковой модели. Она прекрасно согласовывалась с экспериментами и к тому же не выходила за рамки квантовой теории поля, которые считались универсальной основой фундаментальных объяснений микромира. Теория струн на этом фоне выглядела чистой экзотикой, которая к тому же не могла похвастаться ни внутренней стройностью, ни экспериментальными подтверждениями. Поэтому почти все специалисты ее просто проигнорировали.

Юная теория сразу же столкнулась и с трудностями иного рода. В том же 1970 году американец Клод Лавлейс заметил, что модель Венециано математически корректна только в случае, если пространственно-временной континуум является 26-мерным. Это еще можно было пережить, но вскоре Шварц, Невё и Рамон ввели в теорию струн спин и доказали, что в таком виде она может реализоваться только в десятимерном пространстве-времени, вмещающем девять пространственных измерений и одно временное. Это был шок: физикам еще ни разу не приходилось сталкиваться с теорией, которая бы сама выбирала размерность. Уравнения механики Ньютона, максвелловской электромагнитной теории, СТО, ОТО и квантовой электродинамики можно написать для любого числа измерений, и они будут работать. А теория суперструн непременно требовала для себя пространства-времени одной определенной размерности и ни на какое иное напрочь не соглашалась (причем требовала не привычное 4-мерное пространство-время). 6 измерений оказались лишними, и над «струнниками» стали посмеиваться. Шварц вспоминал, что Ричард Фейнман как-то ехидно спросил у него: «Ну, Джон, так в каких измерениях вы живете сегодня?» Казалось, что модели суперструн так и суждено остаться чисто интеллектуальным упражнением, что часто бывает в теорфизике.

Спасительная гравитация

Спасение пришло с неожиданной стороны. при решении струнных уравнений появлялись замкнутые кольца, которым соответствовали неизвестные науке безмассовые частицы со спином 2. Все попытки от них избавиться ни к чему не приводили – теория попросту рассыпалась. Эти частицы безуспешно пытались обнаружить в экспериментах на ускорителях. Однако Шварц и его парижский коллега Джоэл Шерк выдвинули смелую гипотезу, которая разрешила это затруднение и представила всю теорию струн в совершенно новом свете.

Теоретики много лет пытались найти квантовую версию общей теории относительности. Эта задача была и остается орешком особой твердости. Уравнения ОТО предсказывают существование гравитационных волн, которые при квантовании превращаются в гравитоны, переносчики силы тяготения. Практически все теоретики были согласны, что гравитонам положено обладать нулевой массой и двойным спином. И вот в 1974 году Шварц с Шерком заявили, что таинственная безмассовая частица струнной модели и есть гравитон! Отсюда следовало, что теория струн – это не метод описания сильных взаимодействий, а математический каркас для конструирования квантовой теории тяготения. Она не конкурент квантовой хромодинамике, ее задача – объединить все фундаментальные взаимодействия и стать Теорией Всего.

Столь неслабую заявку сначала почти никто не поддержал. Высказывалось мнение, что «струнники» потерпели неудачу на сильных взаимодействиях и теперь отчаянно пытаются найти для своей модели новое применение. к тому же Шварц и Шерк пришли к выводу, что длина струны должна составлять 10^–33 см. С объектами таких размеров физика никогда не имела дела. Да еще в теории суперструн обнаружились пренеприятные аномалии, например нарушения закона сохранения энергии. И поэтому большинство теоретиков предпочло трудиться над объединением квантовой хромодинамики и теории электрослабых взаимодействий, которое в середине 1970-х привело к появлению успешной Стандартной модели элементарных частиц.

Но горсточка энтузиастов продолжала работать, и в конце концов к ним пришла удача. В 1984 году Джон Шварц и Майкл Грин доказали, что аномалии теории суперструн взаимно аннулируют друг друга. в результате интерес к ней возродился, и к середине 1990-х она уже существовала в пяти различных формулировках. Разнобой продержался недолго: в 1995 году Эдвард Виттен установил, что эти формулировки являются разными воплощениями единой суперструнной модели, которую он окрестил М-теорией (почему – не вполне ясно).

Одиннадцатое измерение

Виттен сделал даже больше. Точные уравнения теории суперструн сложны и плохо поддаются интерпретации, и физики предпочитали их приближенные версии. В некоторых формулировках теории струн появлялись предельные случаи, которые добавляли к ней еще одно пространственное измерение. Виттен показал, что это не случайность: теория суперструн с 10-мерным пространством-временем оказалась лишь аппроксимацией более полной 11-мерной структуры!

Этот результат привел к глубокой перестройке основ теории. Виттен, Пол Таунсенд и еще несколько физиков добавили к одномерным струнам пространственные многообразия с большим числом измерений. Двумерные объекты стали называть мембранами, или 2-бранами, трехмерные – 3-бранами, структуры с размерностью p – p-бранами. Теория струн превратилась в теорию бран произвольной размерности – от 1 до 9. Однако одномерные струны все равно остаются главными: именно их вибрации и проявляют себя в виде элементарных частиц. А вот браны ограничивают свободу струнных движений, причем только струн со свободными концами. Джозеф Полчински доказал, что оба конца таких струн всегда закреплены либо на одной и той же бране, либо на двух бранах, причем не обязательно одинаковой размерности. Замкнутые в кольца струны концов не имеют и могут гулять сами по себе, как кошка у Киплинга.

Узники 3-браны

Это обстоятельство очень важно. Обычно пишут, что мы не ощущаем присутствия шести или семи дополнительных пространственных измерений из-за того, что они свернуты в ультрамикроскопические клубки (компактифицированы), которые все наши измерительные инструменты, от микроскопов до сверхмощных ускорителей, не отличают от геометрических точек. Такая интерпретация стандартна, но не обязательна: электроны, кварки и прочие частицы материи представлены струнами со свободными концами. Это справедливо и в отношении переносчиков электромагнитного взаимодействия (фотонов), сильного (глюонов) и слабого (W- и Z-бозонов). Если пространство нашей Вселенной – это 3-брана (что правдоподобно) и если все «наши» частицы укоренены в ней обоими концами, они не могут ее покинуть и уйти в другие многообразия. Выходит, что мы заперты в своем пространстве не из-за того, что из него некуда выйти, а потому, что оно нас от себя не отпускает. У пленников замка Иф шансов на побег было побольше...

Однако шансы прощупать высшие измерения все же имеются. Гравитоны – это закольцованные струны, и потому бранные границы им не помеха. Они могут покидать нашу 3-брану и уходить в другие измерения. Но если переносчики гравитации способны на это, то сила тяготения должна убывать с увеличением расстояния не по ньютоновскому закону обратных квадратов, а гораздо быстрее! То, что мы этого не замечаем, может свидетельствовать о компактификации дополнительных измерений, что всегда принимала «до-брановская» теория суперструн. В этом случае отклонения от ньютоновской формулы должны проявляться лишь на очень малых дистанциях. Пока что она проверена с точностью до 0,1 мм и аберраций не обнаружено. Так что можно предположить, что масштаб высших измерений значительно меньше. Однако есть и другие интерпретации. Семь лет назад гарвардский теоретик Лиза Рандалл и ее коллега Раман Сандрум пришли к выводу, что наша 3-брана в состоянии удерживать гравитоны своим собственным притяжением. Если это так, то внешние измерения могут быть хоть бесконечно большими, а закон Ньютона все равно будет выполняться на любых дистанциях.

Март 2006
Автор: Алексей Левин

Рубрики:

Философия, эзотерика,религия и наука

Метки: квантовая механика суперструны бозон фермион гравитон

Процитировано 2 раз
Понравилось: 1 пользователю

dino_el обратиться по имени = ТЕОРИЯ СУПЕРСТРУН НА ПРАКТИКЕ СОВРЕМЕННОСТИ = Суббота, 10 Марта 2012 г. 03:45 (ссылка)

На практике ясного видения мировидением, теория суперструн
полностью подтверждается и она зависит от критериев вкладываемых в эксперимент, за счет чего растет количество
сред-измерений, в которых мы находимся своим телом.
Это вопрос не праздный, он так же стоит перед цивилизациями гораздо выше нас информированности,
которые постоянно сталкиваются с этим - пытаясь постигнуть время и пространство - найти предел их поисков - а его в
природе не существует - поэтому они пошли по фиксированным пространстенно-временным параметрам и
закрепили свои исследования соответвующими приборами,
которые дают возможности цивилизации существовать на
определенной частоте в пр-вр сред-измерений, не прекращая
своих исследований в этой области, которые открывают им все новые миры, пригодные для заселения цивилизацией,
с обязательным сохранением временных парадоксов, характерных времени, для технического обслуживания сфер
их влияния в существующих космосах или просто - в
межкосмосе. Информация о том, что какими-то учеными
удалось получить два десятка измерений, говорит о том, что
их должно быть, как тех-минимум 2000, а более точнее -
2178. Они не учитывают временные парадоксы между измерениями, которые не входят в перечень сред-измерений, а так же особые замки, в конструкции временной цепи сред-
измерений и характерные особенности самих сред-измерений, которые присущи каждому измерению, заставляющие избегать его центральной области - как море без надежды
на спасение. В данном комменте использованы темы
межкосмических переговоров с нашим блоком вселенных
ООМИ 8613 НБК и его Иерархами.:-)

Ответить С цитатой В цитатник

Звон_Рун обратиться по имени Суббота, 10 Марта 2012 г. 17:37 (ссылка)

Наши руны тесно связаны с понятием суперструны. Потому что они и есть кусочки суперструн. Мне в этой статье было ещё интересно про браны и гравитоны, которые могут покидать 3-брану.

Ответить С цитатой В цитатник

Комментировать

« Пред. запись — К дневнику — След. запись »

Страницы: [1] [Новые]

LiveInternetLiveInternet

-Метки

-Рубрики

-Цитатник

-Ссылки

-Новости

-Музыка

-Всегда под рукой

-Подписка по e-mail

-Поиск по дневнику

-Статистика

СТРУННЫЙ КОНЦЕРТ ДЛЯ ВСЕЛЕННОЙ: МОЖЕТ БЫТЬ, ИЛИ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ? ВОТ В ЧЕМ ВОПРОС

СТРУННЫЙ КОНЦЕРТ ДЛЯ ВСЕЛЕННОЙ: МОЖЕТ БЫТЬ, ИЛИ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ? ВОТ В ЧЕМ ВОПРОС