Grunnleggende om strengteori

Stringteori er en matematisk teori som prøver å forklare visse fenomener som for øyeblikket ikke kan forklares under standardmodellen for kvantefysikk.

I kjernen bruker strengteori en modell av endimensjonale strenger i stedet for partiklene i kvantefysikken. Disse strengene, på størrelse med Planck lengde (10^-35 m), vibrerer ved spesifikke resonansfrekvenser. Noen nyere versjoner av strengteori har spådd at strengene kan ha lengre lengde opp til nesten en millimeter i størrelse, noe som vil bety at de er i riket som eksperimenter kan oppdage dem. Formlene som følger av strengteori forutsier mer enn fire dimensjoner (10 eller 11 i de vanligste varianter, selv om en versjon krever 26 dimensjoner), men de ekstra dimensjonene er "krøllet opp" i Planck lengde.

I tillegg til strengene inneholder strengteori en annen type grunnleggende objekt kalt a Brane, som kan ha mange flere dimensjoner. I noen "braneworld-scenarier" er universet vårt faktisk "fast" inne i en 3-dimensjonal kli (kalt en 3-brane).

Strengteori ble opprinnelig utviklet på 1970-tallet i et forsøk på å forklare noen inkonsekvenser med energi-oppførselen til hadrons og andre grunnleggende partikler i fysikk.

Som med mye av kvantefysikken, kan ikke matematikken som gjelder strengteori unikt løses. Fysikere må anvende forstyrrelsesteori for å få en serie tilnærmede løsninger. Slike løsninger inkluderer selvfølgelig forutsetninger som kanskje eller ikke er sanne.

Det drivende håpet bak dette arbeidet er at det vil resultere i en "teori om alt," inkludert en løsning på problemet med kvantetyngdekraft, og forene kvantefysikk med generell relativitet, og dermed forene fysiske grunnleggende krefter.

Den opprinnelige strengteorien fokuserte bare på bosonpartikler.

Superstring teori (forkortelse for "supersymmetrisk streng teori") inkorporerer bosoner med en annen partikkel, fermioner, samt supersymmetri for å modellere tyngdekraften. Det er fem uavhengige superstringsteorier:

• Type 1
• Type IIA
• Type IIB
• Type HO
• Skriv HE

M-teori: En superstringsteori, foreslått i 1995, som forsøker å konsolidere Type I, Type IIA, Type IIB, Type HO og Type HE modeller som varianter av den samme grunnleggende fysiske modellen.

En konsekvens av forskningen i strengteori er erkjennelsen av at det er et enormt antall mulige teorier som kan være konstruert, noe som førte noen til å stille spørsmål ved om denne tilnærmingen noen gang faktisk vil utvikle "teorien om alt" som mange forskere opprinnelig håpet. I stedet har mange forskere tatt i bruk et syn om at de beskriver et enormt strengteorilandskap med mulige teoretiske strukturer, hvorav mange faktisk ikke beskriver universet vårt.

For øyeblikket har strengteori ikke lyktes med å gjøre noen forutsigelser som heller ikke er forklart gjennom en alternativ teori. Det er verken spesifikt bevist eller forfalsket, selv om det har matematiske trekk som gir det stor appell for mange fysikere.

Et antall foreslåtte eksperimenter kan ha muligheten til å vise "strengeffekter." Energien som kreves for mange slike eksperimenter er foreløpig ikke oppnåelig, selv om noen befinner seg i muligheten for nær fremtid, for eksempel mulige observasjoner fra svart hull.

Bare tiden vil vise om strengteori vil kunne ta en dominerende plass i vitenskapen, utover å inspirere hjerter og sinn til mange fysikere.