تئوری ریسمان ها (قسمت سوم )

تئوری در ابتدا فقط برای بوزون‌ها بود، به منظور اینکه فرمیون‌ها هم وارد تئوری ریسمان شوند باید یک نوع بخصوص از تقارن به نام ابرتقارن وجود می‌داشت که به واسطه آن برای هر بوزون، یک فرمیون متناظر وجود داشته باشد. پس ابرتقارن، ذرات حامل نیرو و ذراتی که ماده را می‌سازند به هم مربوط می‌کند. 

نتایج ابرتقارن در آزمایشات ذرات مشاهده نشده‌اند اما تئوریست‌ها معتقد هستند که ذرات ابرتقارن بزرگتر و سنگین‌تر از آن هستند که در شتابدهنده‌های فعلی بتوان آنها را مشاهده کرد. ایجاد شتابدهنده‌های قوی‌تر انرژی بالا در دهه آینده می‌تواند شواهد لازم برای ابرتقارن در اختیار ما قرار دهند. 

مهم نبود که هر کس چقدر تلاش می‌کرد، به نظر می‌رسید گرانش به هیچ وجه به نظریه‌ای قابل بهنجارش تبدیل نمی‌شود؛ یک مشکل بزرگ این بود که امواج گرانش کلاسیک که فرض می‌شد ذره حامل آن گراویتون است، دارای اسپین 2 بودند و برای اسپین 2 ، عبارت 4j-8+D مساوی D می‌شد و برای D=4 ، انتگرال بینهایت می‌شد، مثل توان چهارم ممنتوم وقتی که ممنتوم به سمت بینهایت میل می‌کند. 

و این برای فیزیکدانان غیرقابل هضم بود و سالها تلاش آنها در راه رسیدن به «گرانش کوانتوم» ناکام ماند. 

در اینجا بود که تئوری ریسمان وارد شد تا این خلا را پر کند. 

تئوری ریسمان در اصل برای توصیف روابط میان جرم و اسپین هادرون‌ها پیشنهاد شده ‌بود. در تئوری ریسمان، ذرات از برآشفتگی ریسمان‌های بسیار ریزی بوجود می‌آمدند ؛ یک ذره که از این برآشفتگی‌ها بر می‌خواست، ذره‌ای بود با جرم صفر و دو واحد اسپین. 

موفقیتی که تئوری ریسمان داشت این بود که در مدل دیاگرامهای فاینمن، دیاگرامها به سطوح صاف دو بعدی تبدیل می‌شدند و انتگرالهای روی سطح دیگر مشکل فاصله صفر را نداشتند. 

تئوری ذره‌ای :

 

تئوری ریسمان :

 

در 1974 نهایتا این سوال مطرح شد که " آیا تئوری ریسمان می‌تواند تئوری گرانش کوانتوم باشد؟ ". 

در تئوری ریسمان، ممنتوم بینهایت به معنای فاصله صفر نبود، زیرا در این تئوری رابطه بین ممنتوم و فاصله به قرار زیر بود:

 

کمیت 'a به تنش ریسمان‌ها بستگی داشت ، کمیتی بنیادین بر اساس رابطه :

 

رابطه بالا به طور غیرمستقیم بیان می‌کند که کمترین طول قابل مشاهده برای تئوری ریسمان به صورت زیر است:

 

رفتار ذره در فاصله صفر که در تئوری میدان کوانتوم بسیار مشکل‌ساز بود، در تئوری ریسمان بسیار بی‌اهمیت شد و همین باعث شد که تئوری ریسمان نامزد تئوری گرانش کوانتوم شود. 

اگر تئوری ریسمان ، تئوری گرانش کوانتوم باشد، مقدار طول مینیموم باید حداقل اندازه طول پلانک باشد که از ترکیب ثابت پلانک و ثابت گرانش نیوتون و سرعت نور بدست می‌آید:

 

اگرچه همانطور که بعدا خواهیم دید، مساله مقیاس طول در تئوری ریسمان به خاطر دوگانگی ریسمان‌ها پیچیده و مشکل شد.

منبع :www.cph-theory.persiangig.com

 

آرش آریامنش - وبلاگ هوش فرازمینی 

/ 0 نظر / 15 بازدید