Sicim teorisi neden ekstra boyutlar gerektiriyor?

[™ Admin]

Sicim teorisi neden ekstra boyutlar gerektiriyor?

Sicim teorisinin kökeni, güçlü nükleer kuvveti ortaya çıkaran yeni ortaya çıkan deneyleri anlama girişiminde bulundu. Sonunda kuark adı verilen parçacıklara ve gluon adı verilen kuvvet taşıyıcılarına dayanan başka bir teori onun yerini alacaktı, ancak fizikçiler genç sicim teorisinin derin matematiksel kemiklerinde daha fazla bir şeye işaret edecek tuhaf yapılar, yarı gözlenmiş hayaletler bulacaklardı. Daha derin bir şey.

Sicim teorisi, parçacık dediğimiz şeyin (özgürce dolaşan, etkileşimde bulunan ve maddi varoluşun büyük kısmını oluşturmak üzere birbirine bağlanan noktaya benzer varlıklar) başka bir şey olmadığını iddia eder. Bunun yerine tek bir tür temel nesne vardır: dizi. Her biri varoluşun mümkün olan en küçük sınırında var olan bu sicimler titreşir. Ve bu sicimlerin titreşme şekli, onların daha büyük evrende kendilerini nasıl tezahür ettireceklerini belirler. Tıngırdayan bir gitarın notaları gibi, bir modda titreşen tel bize elektron olarak görünecek, farklı frekansta titreşen bir başka tel ise foton olarak görünecektir, vb.

Sicim teorisi her şeyin teorisine yönelik cesur bir girişimdir. Bizi kim ve ne olduğumuz yapan parçacıkları ve bu parçacıklar arasında temel haberci görevi gören güçleri açıklayan tek bir matematiksel çerçeve. Bunların hepsi, evrendeki her kuark ve alandaki her foton, titreşen sicim parçalarıdır.

Sicim teorisi, kuantum kütleçekim teorisine giden en umut verici yol olmaya devam ediyor. Bu nihai unvanı iddia edebilir, çünkü doğanın tüm güçlerini kendi bayrağı altında birleştiriyor, kozmosun geçtiğimiz yarım bin yıllık fiziksel keşfinin birleşme hayallerini gerçekleştiren potansiyel ve teori doğal olarak yeni bir parçacık (veya daha doğrusu belirli bir parçacık) içeriyor. (sicimin titreşimi), fotonun yerçekimsel analogu olan yerçekiminin kuantum kuvvet taşıyıcısı olarak hizmet etmek için tüm doğru özelliklere sahiptir.

Sicim teorisi test edilmedi, doğrulanmadı ve hatta henüz tamamlanmadı. Gerçekten de, muazzam vaatlerine ve potansiyeline rağmen, teorinin temelini oluşturan matematiğin çözülmesi o kadar zordur ki, bırakın deneye karşı tahmin edilebilecek bir tahmin bir yana, henüz hiç kimse bir çözüme ulaşamamıştır. Görünüşe göre doğa bizimle tekrar tekrar dalga geçmeye hazırlanıyor. Orijinal, yerçekimini bir kuantum çerçevesine katlama girişimleri, indirgenemez sonsuzlukların ağırlığı altında kendi üzerine çöküyor. Ve şimdi bu sonsuzluklar etrafındaki en umut verici çözüm, eski kuantum teorisinin nokta benzeri parçacıklarını sicim döngüleriyle değiştirmek o kadar işe yaramaz ki, bazen sonsuzluklar tercih edilebilir gibi görünüyor.

Eksikliklerine rağmen, teorisyenler sicimlerin derinleşen ormanlarına doğru bir miktar ilerleme kaydetmeyi başardılar ve bazen daha çok bir gün doğrularının kanıtlanacağını umduğumuz cüretkar dileklere benzeyen araştırmalarında beklenmedik bir şeye rastladılar.

Boyutsallık, sicim teorisinde kritik bir rol oynar. Titreşen minik sicimler, yaratılışın tamamını, şimdiye kadar var olmuş, keşfedilmiş her türlü parçacığı ve henüz bulmadığımız daha fazlasını açıklamak gibi muazzam bir çabayla görevlendirilmiştir. Ancak sicim teorisyenleri ilk başlarda uzayın üç boyutunun yetersiz olduğunu keşfettiler; Her zamanki ve tanıdık uzay-zamanımızla sınırlı olan sicimler, parçacıkların tümünü açıklamaya yetecek kadar farklı türdeki titreşimleri destekleyemez.

Ve böylece sicim teorisyenleri zarif bir çözüm buldular. Eğer evren, sicimlere fiziğin tamamını açıklamak için ihtiyaç duydukları özgürlüğü verecek yeterli boyuta sahip değilse, o zaman evrene boyutların çoğunu eklememiz gerekir. Sicim teorisinin modern versiyonları, ya on ya da on bir uzamsal boyuta sahip olduğumuzu belirtmektedir (fark, teorinin farklı formülasyonlarından kaynaklanmaktadır).

Bu ekstra boyutların neden şu ana kadar bu evrende yaşayan deneyimlerimizde dikkatimizden kaçtığını açıklamak için, tanıdık üç boyuta ek olarak boyutların da sicimlerin kendileriyle aynı ultra küçük ölçeklerde kendi üzerlerine kıvrılmaları ve onları evrenin içine itmeleri gerekir. algı ve deneyin gizli köşeleri. Atomların bileşenlerini araştırma yeteneğimiz bile bu sicimlerin hakim olduğu alana giremeyecek kadar beceriksizdir.

Bu gizli boyutların yapısı ve özellikleriyle ilgilenmemize gerek yok. Çünkü bizim için önemli olan, beş yüz yıllık kesintisiz birleşme zincirinin devamı olduğunu iddia eden ve bir gün çiçek açacağını iddia eden sicim teorisidir. Tam bir kuantum kütleçekim teorisine dönüşen bu teori, matematiksel zorunluluğun doğası gereği, evrenimizin safça varsayabileceğimizden farklı sayıda boyuta sahip olma olasılığını kabul etmektedir.

Kaynak: Phys.org