Wikipedia

M-teoria: Różnice pomiędzy wersjami

Przeglądaj historię interaktywnie
[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
← poprzednia edycjanastępna edycja →
Usunięta treść Dodana treść
WizualnieWikikod
m drobne techniczne, drobne redakcyjne
m drobne techniczne
Linia 101:
Podczas wystąpienia na konferencji teorii strun organizowanej przez [[University of Southern California]] w 1995 Edward Witten z [[Institute for Advanced Study]] przedstawił zaskakującą sugestię, jakoby wszystkie 5 teorii superstrunowych były w rzeczywistości przypadkami granicznymi pojedynczej teorii, obejmującej 11 wymiarów czasoprzestrzennych. Pomysł ten obejmował wszystkie poprzednie rezultaty, jak S- i T-dualność oraz dwu- i pięciowymiarowe brany w teorii strun{{odn|Witten|1995}}. W następnych miesiącach pojawiły się w internecie setki nowych prac potwierdzających, że nowa teoria posługuje się membranami w istotny sposób{{odn|Duff|1998|s=67–68}}. Obecnie ten potok publikacji określa się mianem [[druga rewolucja superstrunowa|drugiej rewolucji superstrunowej]]{{odn|Becker|Becker|Schwarz|2007|s=296}}.
 
Do ważnych kroków należały prace Wittena z 1996 napisane wspólnie z teoretykiem strun [[Petr Hořava|Petrem Hořavą]]<ref name="Hořava and Witten 1996a">{{odn|ref=nie|Hořava & |Witten 1996a|1996|odn=a}}</ref><ref>{{odn|Hořava & |Witten 1996b</ref>|1996|odn=b}}. Witten i Hořava zbadali M-teorię w specjalnej geometrii czasoprzestrzennej z dwoma dziesięciowymiarowymi elementami granicznymi. Ich praca rzuciła światło na matematyczną strukturę M-teorii i zasugerowała drogę połączenia M-teorii z fizyką realnego świata{{odn|Duff|1998|s=68}}.
 
=== Etymologia ===
Linia 110:
== Teoria macierzowa ==
=== Model macierzowy BFSS ===
W matematyce [[macierz]] jest prostokątną tablicą liczb bądź innych danych. W fizyce model macierzowy to szczególny rodzaj teorii fizycznej, której sformułowanie matematyczne stosuje w istotny sposób notację macierzową. W fizyce kwantowej model macierzowy opisuje, jak zbiór macierzy ewoluuje w czasie zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej<ref name="Banks et al. 1997">{{odn|ref=nie|Banks et al. |Fischler|Schenker|Susskind|1997}}</ref><ref name="Connes, Douglas, and Schwarz 1998">{{odn|ref=nie|Connes, |Douglas & |Schwarz |1998</ref>}}.
 
Przykładem modelu macierzowego jest model BFSS zaproponowany przez [[Tom Banks|Toma Banksa]], [[Willy Fischler|Willy'ego Fischlera]], [[Stephen Shenker|Stephena Shenkera]] i [[Leonard Susskind|Leonarda Susskinda]] w 1997. Opisuje on zachowanie zbioru dziewięciu dużych macierzy. W oryginalnej pracy autorzy pokazali między innymi, że niskoenergetyczne ograniczenie modelu macierzowego opisuje jedenastowymiarowa supergrawitacja. Obliczenia te doprowadziły ich do propozycji, że model BFSS jest dokładnie równoważny M-teorii. Wobec tego model ten może służyć jako prototyp poprawnego sformułowania M-teorii i narzędzie do badania własności M-teorii we względnie prostych warunkach<ref name="Banks et al. 1997"/>.
Linia 153:
Wedle innej realizacji korespondencji AdS/CFT M-teoria na ''AdS''<sub>4</sub>×''S''<sup>7</sup> jest równoważna kwantowej teorii pola zwanej [[Superkonforemna teoria pola ABJM|teorią ABJM]] w trzech wymiarach. W tej wersji korespondencji 7 wymiarów M-teorii jest zwiniętych, pozostawiono 4 nieskompaktyfikowane. Jako że czasoprzestrzeń naszego Wszechświata jest czterowymiarowa, ta wersja korespondencji dostarcza nieco bardziej realistycznego opisu grawitacji<ref name="Aharony et al. 2008">{{odn|ref=nie|Aharony|Bergman|Jafferis|Maldacena|2008}}</ref>.
 
Teoria ABJM pojawiająca się w tej wersji korespondencji jest także interesująca z innych przyczyn. Wprowadzona przez Aharony'ego, Bergmana, Jafferisa i Maldacenę, blisko wiąże się z inną kwantową teorią pola zwaną teorią Cherna-Simonsa. Ta ostatnia spopularyzowana została przez Wittena w późnych latach osiemdziesiątych XX wieku z powodu swych zastosowań w teorii węzłów<ref>{{odn|Witten |1989</ref>}}. W dodatku teoria ABJM służy jako częściowo realistyczny uproszczony model do rozwiązywania problemów powstałych w fizyce materii skondensowanej<ref name="Aharony et al. 2008"/>.
 
== Fenomenologia ==
Linia 159:
Poza istnieniem jako obiekt badań teoretyków M-teoria zapewnia ramy dla budowania modeli świata rzeczywistego, które łączą ogólną teorię względności z [[model standardowy|modelem standardowym]]. Fenomenologia w odniesieniu do cząstek stanowi dział fizyki teoretycznej, obejmujący konstrukcję realistycznych modeli przyrody z bardziej abstrakcyjnych idei teoretycznych. [[Fenomenologia strun]] stanowi część teorii strun, obejmującą starania mające na celu budowę realistycznych modeli fizyki cząstek na bazie strun i M-teorii{{odn|Dine|2000}}.
 
Zazwyczaj modele takie bazują na kompaktyfikacji ([[świat strunowy|światy strunowe]] stanowią alternatywną drogę wyprowadzania fizyki świata rzeczywistego z teorii strun{{odn|Randall|Sundrum|1999}}. Zaczynając od dziesięcio- bądź jedenastowymiarowej czasoprzestrzeni teorii strun bądź M-teorii, fizycy postulują kształt nadmiarowych wymiarów. Dokładnie wybierając ich kształt, potrafią zbudować modele przypominające model standardowy, wraz z dodatkowymi, nieodkrytymi jeszcze cząstkami<ref>{{odn|Candelas et al. |Horowitz|Strominger|Wittenet|1985</ref>}}. Częsty sposób wyprowadzania rzeczywistej fizyki z teorii strun wychodzi od heterotycznej teorii strun w dziesięciu wymiarach, przyjmując zwinięcie sześciu nadmiarowych wymiarów przestrzennych w kształt przypominający sześciowymiarową [[Przestrzeń Calabiego-Yau|rozmaitość Calabiego–Yau]]{{odn|Yau|Nadis|2010|s=ix}}. Rozmaitości Calabiego–Yau oferują wiele sposobów wyprowadzania fizyki rzeczywistego świata z teorii strun. Inne, podobne metody, można wykorzystać dla budowy realistycznych modeli czterowymiarowego świata na bazie M-teorii{{odn|Yau|Nadis|2010|s=147–150}}.
 
Częściowo z powodu trudności teoretycznych i matematycznych, a częściowo z powodu niezwykle wysokich energii koniecznych do eksperymentalnego przetestowania tych hipotez nie ma obecnie dowodów doświadczalnych, które niewątpliwie wskazałyby którykolwiek z tych modeli jako poprawny fundamentalny opis przyrody. W efekcie część społeczności naukowej krytykuje próby unifikacji i kwestionuje wartość kontynuowania badań nad tym problemem{{odn|Woit|2006}}.
Linia 181:
* {{cytuj pismo | nazwisko=Alday| imię=Luis | nazwisko2=Gaiotto | imię2=Davide | nazwisko3=Tachikawa | imię3=Yuji | data=2010 | tytuł=Liouville correlation functions from four-dimensional gauge theories | czasopismo=Letters in Mathematical Physics | wolumin=91 | wydanie=2 | strony=167–197 |arxiv = 0906.3219 |bibcode = 2010LMaPh..91..167A |doi = 10.1007/s11005-010-0369-5 |odn=tak}}
 
* {{cytuj pismo | nazwisko=Banks| imię=Tom | nazwisko2=Fischler | imię2=Willy | nazwisko3=Schenker | imię3=Stephen | nazwisko4=Susskind | imię4=Leonard | data=1997 | tytuł=M theory as a matrix model: A conjecture | czasopismo=Physical Review D | wolumin=55 | wydanie=8 |doi=10.1103/physrevd.55.5112 | strony=5112 |odn=tak |bibcode=1997PhRvD..55.5112B}}
 
* {{cytuj książkę |odn=tak| nazwisko=Becker| imię=Katrin | nazwisko2=Becker | imię2=Melanie | nazwisko3=Schwarz | imię3=John | tytuł=String theory and M-theory: A modern introduction | data=2007 | wydawca=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-86069-7}}
Linia 187:
* {{cytuj pismo | nazwisko=Bergshoeff| imię=Eric | nazwisko2=Sezgin | imię2=Ergin | nazwisko3=Townsend | imię3=Paul | data=1987 | tytuł=Supermembranes and eleven-dimensional supergravity | czasopismo=Physics Letters B | wolumin=189 | wydanie=1 | strony=75–78 |bibcode = 1987PhLB..189...75B |doi = 10.1016/0370-2693(87)91272-X}}
 
* {{cytuj pismo | nazwisko=Candelas| imię=Philip | nazwisko2=Horowitz | imię2=Gary | nazwisko3=Strominger | imię3= Andrew | nazwisko4=Witten | imię4=Edward | data=1985 | tytuł=Vacuum configurations for superstrings | czasopismo=Nuclear Physics B | wolumin=258 | wydanie= | strony=46–74 |bibcode = 1985NuPhB.258...46C |odn=tak |doi=10.1016/0550-3213(85)90602-9}}
 
* {{cytuj książkę |odn=tak| nazwisko=Connes | imię=Alain | data=1994 | tytuł=Noncommutative Geometry | wydawca=Academic Press |isbn=978-0-12-185860-5}}
Linia 213:
* {{cytuj książkę |odn=tak| nazwisko=Griffiths | imię=David | tytuł=Introduction to Quantum Mechanics | data=2004 | wydawca=Pearson Prentice Hall |isbn=978-0-13-111892-8}}
 
* {{cytuj pismo | nazwisko=Hořava| imię=Petr | nazwisko2=Witten | imię2=Edward | data=1996a1996 | tytuł=Heterotic and Type I string dynamics from eleven dimensions | czasopismo=Nuclear Physics B | wolumin=460 | wydanie=3 | strony=506–524 |arxiv = hep-th/9510209 |bibcode = 1996NuPhB.460..506H |doi = 10.1016/0550-3213(95)00621-4 |odn=taka}}
 
* {{cytuj pismo | nazwisko=Hořava| imię=Petr | nazwisko2=Witten | imię2=Edward | data=1996b1996 | tytuł=Eleven dimensional supergravity on a manifold with boundary | czasopismo=Nuclear Physics B | wolumin=475 | wydanie=1 | strony=94–114 |arxiv = hep-th/9603142 |bibcode = 1996NuPhB.475...94H |doi = 10.1016/0550-3213(96)00308-2 |odn=takb}}
 
* {{cytuj pismo | nazwisko=Hull| imię=Chris | nazwisko2=Townsend | imię2=Paul | data=1995 | tytuł=Unity of superstring dualities | czasopismo=Nuclear Physics B | wolumin=4381 | wydanie=1 | strony=109–137 |arxiv = hep-th/9410167 |bibcode=1995NuPhB.438..109H |doi=10.1016/0550-3213(94)00559-W |odn=tak}}
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/wiki/M-teoria”