Teoria coardelor

Spațiul Calabi-Yau - O reprezentare grafică ipotetică a aranjării extradimensiunilor

În fizică, teoria corzilor este un cadru teoretic care înlocuiește particulele punctiforme din fizica particulelor cu obiecte unidimensionale numite corzi. Aceste corzi pot vibra în moduri diverse, iar proprietățile particulelor, cum ar fi masa, sarcina sau spinii, sunt determinate de stările vibraționale ale corzilor. În plus, teoria sugerează existența unor dimensiuni spațiale suplimentare, pe lângă cele trei cunoscute, care sunt compacte și dificil de detectat experimental. La scări de distanță mai mari decât scara corzilor, o coardă arată ca o particulă obișnuită. Una dintre stările vibraționale ale corzilor corespunde gravitonului, particula cuantică ipotetică responsabilă pentru transportul forței gravitaționale. Din acest motiv, teoria corzilor este considerată o teorie a gravitației cuantice, care urmărește să unifice mecanica cuantică și teoria relativității generale, două cadre teoretice ce descriu fenomenele fizice în mod incompatibil.

Teoria corzilor este un domeniu de cercetare vast și complex, care încearcă să răspundă unor întrebări fundamentale din fizică, precum natura gravitației, originea particulelor elementare și structura spațiu-timpului. De-a lungul timpului, teoria corzilor a generat numeroase progrese în fizica matematică, cu aplicații în probleme precum entropia găurilor negre, evoluția universului timpuriu, interacțiile nucleare și proprietățile materiei condensate. Totodată, teoria a stimulat dezvoltări semnificative în matematica pură, mai ales în domenii precum geometria diferențială, topologia și teoria spațiilor complexe.

Un aspect remarcabil al teoriei corzilor este potențialul său de a oferi o teorie unificată a totului – un model matematic complet care descrie toate forțele fundamentale (gravitația, electromagnetismul, interacțiunile tari și slabe) și toate formele de materie. Cu toate acestea, teoria rămâne în principal o construcție teoretică, neconfirmată experimental, iar validitatea sa în descrierea lumii reale rămâne o problemă deschisă. De asemenea, gradul de libertate în alegerea parametrilor și detaliilor teoriei ridică întrebări legate de unicitatea și predictibilitatea sa.

Cu fiecare concluzie fizicienii s-au apropiat tot mai mult de momentul creării "teoriei tuturor lucrurilor", teorie care încearcă să explice existența întregului univers, în mic și mare. Albert Einstein a lăsat această căutare succesorilor săi, ea fiind de fapt miezul cercetărilor tuturor fizicienilor. Anii 1980 aduc o schimbare radicală, așa cum afirmă Burt Ovrut, profesor la Universitatea Statului Pennsylvania din University Park, Pennsylvania, USA: „Încă de când a luat naștere fizica s-a crezut că materia este făcută din particule. Acum ne-am schimbat acest punct de vedere. Acum credem că materia este făcută din coarde mici.” Așa a apărut teoria coardelor, care spune că particulele sunt de fapt coarde mici invizibile, din care emană materia precum muzica din coarde: „Dacă o ciupești (coarda) într-un anumit fel, obții o frecvență anume, dar dacă o ciupești în alt fel, poți obține mai multe frecvențe, așa ai note diferite.”(Burt Ovrut). Michio Kaku, profesor la City University din orașul New York, spune că „universul este o simfonie, iar legile fizicii sunt armonii ale unei super-coarde.”

  • Până în prezent sunt cunoscute cinci modele viabile care nu au anomalii și care sunt compatibile cu un spațiu fizic cu zece dimensiuni, una temporală și nouă spațiale. Se crede că aceste cinci teorii nu reprezintă altceva decât diverse manifestări ale Teoriei M (M-theory).
  • În teoria coardelor particulele elementare sunt alcătuite din coarde sau sfori aflate sub excitație. Coardele trebuie să fie întinse sub tensiune, pentru a deveni excitate, dar aceste coarde nu sunt prinse de un suport, ele plutesc în continuum-ul spațiu-timp. Tensiunea coardelor este dată de cantitatea , unde este egal cu pătratul lungimii coardelor. Dacă teoria coardelor este o teorie a gravitației cuantice, atunci mărimea medie a unei coarde trebuie să fie aproximativă cu lungimea Planck, care este egală cu aproximativ 10−33 cm.
  • Coardele pot fi închise (sunt ca o bucată de sfoară sub formă de cerc) sau deschise (ca o bucată de sfoară), cele deschise se pot închide și ele devenind închise. Aceste coarde interacționează unele cu altele în spațiu și timp rezultând particule elementare. Diferitele forme de interacțiune dintre coarde dau proprietățile fizice ale particulei.
  • Pentru introducerea fermionilor in această teorie trebuie să existe o simetrie specială numită supersimetria. Supersimetria înseamnă că oricărui boson îi corespunde un fermion. Supersimetria este o simetrie, care leagă particulele elementare de un spin de alte particule care au spinul diferit cu 1/2, aceste particule fiind cunoscute drept superparteneri. Pentru fiecare tip de bosoni există un fermion specific) făcând o legătură între bosoni și fermioni. Din păcate, această supersimetrie (cuplu boson-fermion) nu a fost observată în experimente efectuate în acceleratoare de particule (acceleratoare de particule: acceleratoare liniare, ciclotron, betatron).
  • Diferitele universuri din cadrul multiversului sunt uneori numite universuri paralele sau universuri alternative.

Universul nostru este format din 4 dimensiuni: înălțime, lungime, lățime și timp. Restul, până la 11 nu pot fi percepute, 6 fiind înfășurate, iar una le conține pe celelalte 10. Universul nostru se află pe o membrană infinită în lungime, dar foarte îngustă. Se presupune că atingerea dintre membrana ce conține universul nostru și cea a unui univers paralel a dus la Big Bang.


From Wikipedia, the free encyclopedia · View on Wikipedia

Developed by Nelliwinne