Естественные науки

Что вы знаете о "теорий струн"? Это такое, где и в каком области науки применяется?

Irina Bazarova
Irina Bazarova
2 567
Теория струн - математическая модель, согласно которой все частицы и взаимодействия между этими частицами являются проявлением колебаний некоторых протяжённых и бесконечно тонких (ненаблюдаемых) многомерных объектов - струн.

Грубо говоря, как струна любого музыкального инструмента может издавать разные ноты (в зависимости от того, как её зажать) , так и колебания квантовых струн дают различные частицы - электроны, кварки, пионы.. .

Объясняет всё и ничего. Потому что описывает одинаково хорошо любые наблюдаемые взаимодействия, но не даёт никаких предсказаний, которые можно было бы проверить экспериментально.

Развивалась в квантовой физике, в физике элементарных частиц, для построения единой теории или теории всего, которая описывала бы все четыре типа взаимодействий (электромагнитное, сильное, слабое и гравитацию).
Александр Алешин
Александр Алешин
41 909
Лучший ответ
Набери в поиске "Элегантная Вселенная" - запамятовал автора, весьма популярно - и интересно, что немаловажно, - излагает теорию струн...
Это что-то о чёрном веществе. Существует такая гипотеза.
Костя Скиба
Костя Скиба
35 552
википедия знает
Irina Bazarova Вы мне очень помогли! Спасибо! Без вас бы я не додумался >:|
Различные версии теории струн сегодня рассматриваются в качестве главных претендентов на звание всеобъемлющей универсальной теории, объясняющей природу всего сущего. А это — своего рода Священный Грааль физиков-теоретиков, занимающихся теорией элементарных частиц и космологии. Универсальная теория (она же теория всего сущего) содержит всего несколько уравнений, которые объединяют в себе всю совокупность человеческих знаний о характере взаимодействий и свойствах фундаментальных элементов материи, из которых построена Вселенная. Сегодня теорию струн удалось объединить с концепцией суперсимметрии, в результате чего родилась теория суперструн, и на сегодняшний день это максимум того, что удалось добиться в плане объединения теории всех четырех основных взаимодействий (действующих в природе сил) . Сама по себе теория суперсимметрии уже построена на основе априорной современной концепции, согласно которой любое дистанционное (полевое) взаимодействие обусловлено обменом частицами-носителями взаимодействия соответствующего рода между взаимодействующими частицами. Для наглядности взаимодействующие частицы можно считать «кирпичиками» мироздания, а частицы-носители — цементом.
В рамках стандартной модели в роли кирпичиков выступают кварки, а в роли носителей взаимодействия — калибровочные бозоны, которыми эти кварки обмениваются между собой. Теория же суперсимметрии идет еще дальше и утверждает, что и сами кварки и лептоны не фундаментальны: все они состоят из еще более тяжелых и не открытых экспериментально структур (кирпичиков) материи, скрепленных еще более прочным «цементом» сверхэнергетичных частиц-носителей взаимодействий, нежели кварки в составе адронов и бозонов. Естественно, в лабораторных условиях ни одно из предсказаний теории суперсимметрии до сих пор не проверено, однако гипотетические скрытые компоненты материального мира уже имеют названия — например, сэлектрон (суперсимметричный напарник электрона) , скварк и т. д. Существование этих частиц, однако, теориями такого рода предсказывается однозначно.
Картину Вселенной, предлагаемую этими теориями, однако, достаточно легко представить себе наглядно. В масштабах порядка 10–35 м, то есть на 20 порядков меньше диаметра того же протона, в состав которого входят три связанных кварка, структура материи отличается от привычной нам даже на уровне элементарных частиц. На столь малых расстояниях (и при столь высоких энергиях взаимодействий, что это и представить немыслимо) материя превращается в серию полевых стоячих волн, подобных тем, что возбуждаются в струнах музыкальных инструментов. Подобно гитарной струне, в такой струне могут возбуждаться, помимо основного тона, множество обертонов или гармоник. Каждой гармонике соответствует собственное энергетическое состояние. Согласно принципу относительности, энергия и масса эквивалентны, а значит, чем выше частота гармонической волновой вибрации струны, тем выше его энергия, и тем выше масса наблюдаемой частицы.
Однако, если стоячую волну в гитарной струне представить себе наглядно достаточно просто, стоячие волны, предлагаемые теорией суперструн наглядному представлению поддаются с трудом — дело в том, что колебания суперструн происходят в пространстве, имеющем 11 измерений. Мы привыкли к четырехмерному пространству, которое содержит три пространственных и одно временное измерение (влево-вправо, вверх-вниз, вперед-назад, прошлое-будущее) . В пространстве суперструн всё обстоит гораздо сложнее .Физики-теоретики обходят скользкую проблему «лишних» пространственных измерений, утверждая, что они «скрадываются» (или, научным языком выражаясь, «компактифицируются» ) и потому не наблюдаются при обычных энергиях.
Совсем уже недавно теория струн получила дальнейшее развитие в виде теории многомерных мембран — по сути, это те же струны, но плоские.
математическая физика, изучающее динамику и взаимодействия не точечных частиц