Základy teórie strún

Teória strún je matematická teória, ktorá sa snaží vysvetliť určité javy, ktoré v súčasnosti nie je možné vysvetliť podľa štandardného modelu kvantovej fyziky.

Teória strún vo svojom jadre používa model jednorozmerných reťazcov namiesto častíc kvantovej fyziky. Tieto reťazce, veľkosť Dĺžka dosky (10^-35 m), vibrovať pri konkrétnych rezonančných frekvenciách. Niektoré nedávne verzie teórie strún predpovedali, že reťazce môžu mať dlhšiu dĺžku na takmer milimeter, čo by znamenalo, že sú v oblasti, ktorú mohli experimenty zistiť ne. Vzorce, ktoré sú výsledkom teórie strún, predpovedajú viac ako štyri dimenzie (najčastejšie 10 alebo 11) varianty, aj keď jedna verzia vyžaduje 26 rozmerov), ale ďalšie rozmery sú v rámci Planck „zvlnené“ Dĺžka.

Teória strún obsahuje okrem reťazcov aj iný typ základného objektu s názvom a brane, ktoré môžu mať oveľa viac dimenzií. V niektorých „scenároch braneworldu“ je náš vesmír skutočne „zaseknutý“ vnútri trojrozmerného brandy (nazývaného 3-brane).

Teória strún bola pôvodne vyvinutá v sedemdesiatych rokoch v snahe vysvetliť niektoré nezrovnalosti s energetickým správaním hadrónov a iných základné častice fyziky.

Rovnako ako u väčšiny kvantovej fyziky sa matematika, ktorá sa vzťahuje na teóriu strún, nedá jednoznačne vyriešiť. Fyzici musia použiť poruchovú teóriu, aby získali sériu priblížených riešení. Takéto riešenia samozrejme zahŕňajú predpoklady, ktoré môžu alebo nemusia byť pravdivé.

Hnacou nádejou tejto práce je, že vyústi do „teórie všetkého“ vrátane riešenia problému kvantová gravitáciaa zmieriť sa kvantová fyzika s všeobecná relativita, čím sa zladí základné sily fyziky.

Pôvodná teória strún sa zameriavala iba na častice bozónov.

Teória superstringu (skratka pre „supersymetrickú teóriu strún“) obsahuje bozóny s inou časticou, fermióny, ako aj supersymetria na modelovanie gravitácie. Existuje päť nezávislých teórií superstruniek:

• Typ 1
• Typ IIA
• Typ IIB
• Typ HO
• Typ HE

M-teória: Teória superstrunu, navrhnutá v roku 1995, ktorá sa pokúša skonsolidovať modely typu I, typu IIA, typu IIB, typu HO a typu HE ako varianty rovnakého základného fyzikálneho modelu.

Jedným z dôsledkov výskumu teórie strún je zistenie, že existuje nespočetné množstvo možných teórií postavený, čo vedie k otázkam, či tento prístup skutočne vyvinie „teóriu všetkého“, ktorú mnohí vedci pôvodne dúfal. Namiesto toho mnohí vedci zaujali názor, že opisujú rozsiahlu teóriu strunových teórií možných teoretických štruktúr, z ktorých mnohí skutočne popisujú náš vesmír.

Teória strún v súčasnosti nepriniesla žiadne predpovede, ktoré sa tiež nevysvetľujú prostredníctvom alternatívnej teórie. Nie je špecificky dokázaná ani sfalšovaná, hoci má matematické vlastnosti, ktoré jej dávajú veľkú príťažlivosť pre mnohých fyzikov.

Niekoľko navrhovaných experimentov by mohlo mať možnosť zobraziť „reťazcové efekty“. Energia potrebná na mnoho takýchto experimentov nie je v súčasnosti možné získať, hoci niektoré z nich sú v blízkej budúcnosti možné, napríklad prípadné pozorovania čiernou farbou diery.

Iba čas ukáže, či teória strún bude schopná zaujať dominantné miesto vo vede, nad rámec inšpirovania sŕdc a myslí mnohých fyzikov.