Posted By: Lumo (Lumidek king superstring) on 'CZscience' Title: Sweet superstring theory Date: Tue Nov 26 16:33:05 1996 Ahoj lidi! Sweet mne udelal opravdu velkou radost. To jsi psal skutecne z hlavy? ;-) Nechces spolupracovat na nejakem novem vyvoji? Myslim, ze je Sweetuv text dobrym uvodnim textem, ctete ho! :-) Zohlednuje popularnim zpusobem dulezite veci, objevene v prvni superstrunne revoluci 1984-85. Presto si dovolim par komentaru. > Teorie strun predpoklada,ze fundamentalni castice ma tvar jakehosi > provazku (struny),ktery se v prostoru ruzne krouti.Jestlize se struna... Ano, struna se muze "natrasat" ruznymi zpusoby. Jestlize tancuje jeden typ tance (na teto strune hraje jeden ton - stojata vlna rekneme urcite frekvence), jevi se jako kvarek (radeji nez proton, ktery je z nich slozeny), jestlize jiny typ, tak jako foton... Veskere interakce mezi temito casticemi se daji zredukovat na spojovani a rozpojovani se tancujicich (nebo zpivajicich?) strun. > elektron atd. Myslim, ze nejvetsim problemem teto teorie je fakt,ze zpusobu > zkrouceni strun je nekonecne mnoho, ale jen nekolik zpusobu zkrouceni jsou... Ruznych typu tance, kterymi se muze struna natrasat, je skutecne nekonecne mnozstvi. To jest, obvykla teorie superstrun vede k ekvivalentni kvantove teorii pole, ktera obsahuje nekonecne mnoho poli - tj. nekonecne mnoho typu castic. S temi spravnymi zpusoby krouceni jsi asi chtel rici neco jineho... Asi jsi trochu smichal dve ruzne veci - ruzne tance struny a ruzne zpusoby, jak svinout prebytecne dimenze. Po prvni superstrunne revoluci se obvykle rikalo, ze zpusobu svinuti prebytecnych dimenzi je mnoho (nerekl bych ale nekonecne mnoho) - a nasemu svetu odpovida jen jeden z nich, ale jak ho najit? Dnes uz vime, ze mezi vsemi kvalitativne velmi odlisnymi zpusoby svinuti prebytecnych rozmeru lze plynule prechazet... > spravne.Soucasne matematice to cini jiste problemy, ale myslim si ,ze je jen > otazkou casu, kdy se tento problem podari odstranit.(Vice by k tomu rekl asi > Lumo, clovek povolanejsi a jiste s cerstvejsimi informacemi) Tento rok je skutecne hekticky a superstrunna teorie - lepe receno M-teorie, do ktere se stihla pretransformovat, zaziva ohromne pokroky. Teprve mesic stary je fundamentalni clanek Bankse, Susskinda, Shenkera a Fischlera, podle ktereho se da cela tato velka teorie formulovat jako kvantova mechanika matic nekonecne dimenze... Kratce receno pro ty, kteri vedi, co je kvantova mechanika. Obycejna QM pro rekneme 5 castic je popsana pomoci operatoru: 3-vektoru x_m, kde m=1..5, a prislusnymi hybnostmi. Z teorie D-bran (to jsou objekty, na nichz mohou koncit struny) se vsak zjistilo, ze pokud jsou dve castice (presneji D0-brany) blizko sebe, objevi se nove souradnice: x_m, m=1..5 napiseme na diagonalu matice 5x5 a nauka D0-bran nam pravi, ze stejne tak musime dopsat dalsi obecne operatory do zbylych 20 prvku ctverce. Tj, budeme mit operatory x_mn, m,n=1..5, tvorici hermitovskou matici. Pokud misto 5 vezmeme cislo jdouci k nekonecnu, pridame jeste par dalsich (fermionovych) poli a hamiltonian zapiseme jako H = suma vsech P_mn^2 + suma vsech [X_i,X_j]^2 + fermionove cleny, dostaneme teorii, ve ktere jsou obsazeny vsechny verze superstrun, supermembran, odvozenych kvantovych teorii poli atd.atd. - a pomoci ktere lze take (doufejme) presne popsat nas svet. Zajiste, to je zatim zjednoduseny obraz, postupem casu se k nemu par detailu prida. Takovy je mozna tvar teorie vseho, zapsany na jednu obrazovku. -------------------------------------------------------------------------- Revoluce, ktera probiha v poslednim roce nebo dvou, ukazala, ze vsechny drivejsi "teorie superstrun" jsou vlastne jen JEDINOU teorii, poruchove rozvijenou kolem ruznych bodu. Napohled zcela odlisne teorie se ukazuji, ze jsou ekvivalentni atd.atd. >... lichy nasobek).To se myslim jeste nepodarilo zadne teorii pred tim. Ano, supersymetrie se poprve objevila v superstrunach ve snaze pridat fermiony. Tento fakt ma jen historicky vyznam, protoze v dalsich letech se hodne promyslely i supersymetricke teorie nepostavene primo na strunach (a dela se to dodnes...). > Kdyz tedy nahradis bod strunou, dostanes se o peknej kus ve sjednocovani > Obecne teorie relativity a Kvantove mechaniky (ale jeste ne na konec :)) ) > Tim koncem je myslena tzv. Teorie velkeho sjednoceni GUT, ktera by mela v > sobe spojovat vsechny dosud zname sily (gravitaci,elektromagnetismus,... To je malinky terminologicky sum. Teorie GUT je terminus technicus, ktery znamena "Grand Unified Theory", coz je teorie, ktera sjednocuje jen elektromagneticke a slabe interakce se silnymi, gravitace zustava mimo. > Existuje nekolik teorii superstrun, ( struny s otevrenymi konci, struny > s uzavrenymi konci).V soucasnosti se jevi jako nejlepsi teorie s uzavrenymi > konci... Nejnadejnejsim kandidatem z hlediska popisu sveta byla vzdycky - jak spravne rika Sweet - teorie uzavrenych strun, tj. teorie bez koncu (neboli se slepenymi konci), a to strun orientovanych heterotickych (toto slovo znamena, ze tato struna je jakymsi krizencem puvodni 26-rozmerne struny a 10-rozmerne superstruny). Sweet spravne ocekava, ze novy pokrok k tomu rekne neco noveho. To nove je to, ze teorie s otevrenymi strunami (ktere maji dva konce apod.) jsou vlastne ekvivalentni tem teoriim ostatnim, ackoliv pro ruzne hodnoty parametru je jeden z popisu prirozenejsi. > Jo jeste jsem si vzpomnel na jednu asi dulezitou vec ato ,ze vysledna > teorie superstrun by mela byt casove asymetricka tzn., za by z ni mel byt > patrnej smer casu (pri dosazeni za cas -t a +t by nemel vychazet stejny... S tou asymetrii je to asi trosinku jinak. Zastavim se u nestrunovych teorii predchozich. Newtonova mechanika, Maxwellovy elektromagneticke rovnice apod. jsou soumerne jak v case (t->-t, rika se tomu T-symetrie), tak v prostoru (x->-x, tomu se rika parita, P-symetrie). Podobne Diracova rovnice pro elektron apod. Nicmene tzv. slabe interakce uz nejsou P-symetricke, jak se zjistilo kolem roku 1957: tak treba neutrino je vzdycky levotocive a neni mozny zrcadlovy stav, kdy je pravotocive. Podobne antineutrino je vzdycky pravotocive. Vetsina neutrin bez potizi proletne zemekouli, cili o te asymetrii se moc nedozvime, poruseni symetrie je velmi slabe, stejne jako slabe interakce vubec :). ("Slabe" interakce je terminus technicus pro jisty typ interakci, ktere jsou mimo jine opravdu dost slabe... Zodpovidaji napr. za beta-rozpad jader, ktery probiha pomalu...) Lide si myslili, ze zrcadlova symetrie (P) bude zachranena, pokud se navic castice nahradi anticasticemi (symetrie jen vuci teto operaci je C - jako Charge conjugation). Levotocive neutrino se nahradi antineutrinem a cely svet se zrcadli - cimz dostaneme spravne pravotocive antineutrino. Symetrie vuci teto kombinovane operaci se nazyva CP. Lide zjistili, ze ani tato symetrie ve svete neplati, ackoliv je narusena jeste slabeji, nez C a P zvlast. Ovsem existuje tzv. CPT-teorem, podle ktereho obycejna kvantova teorie pole musi byt symetricka vuci soucasne zamene castic na anticastice (C), zrcadleni prostoru (P) a zmene smeru toku casu (T). Z toho plyne, ze T-symetrie je narusena stejne slabe jako CP-symetrie. V superstrunach jsou znamky toho, ze svet neni symetricky ani vuci CPT, ale neni to asi moc rozvinuta veda a ja o ni vlastne nic nevim. > OTR ze ktery taky nelze poznat smer casu - u ni presny duvod neznam :) ). Jednoduse i v OTR muzes vzit jine souradnice x0 -> -x0 a rovnice nezmeni tvar, protoze jsou invariantni vuci vsem zmenam souradnic. ///// Superstring/M-theory is the language in which God wrote the world. /// O __ Your Lumidek. mailto:motl@menza.mff.cuni.cz /// --------------------------------------------------- ///_______/ http://www.kolej.mff.cuni.cz/~lumo/ The most incomprehensible thing about the world is that it's comprehensible. AE -------------------------------------------------------------------------------