Teorija struna

Teorija struna
Teorija superstruna
Teorija
Teorija struna
Teorija superstruna
Teorija bosonskih struna
M-teorija (pojednostavljeno)
Tip I strune •Tip II strune
Heterotska struna
Teorija polja struna
Holografski princip
Koncepti
Strune •Brane
Calabi–Yau manifold
Kac–Moody algebra
D-brana •E8 grupa
Srodne teme
Supersimetrija
Supergravitacija
Kvantna gravitacija
Naučnici
Duff •Green •Greene •Gross

Kaku •Maldacena •Mandelstam •Polchinski
Polyakov •Ramond •Scherk •Schwarz
Sen •Susskind •Townsend •Vafa

Veneziano •Witten
  • p
  • r
  • u

Teorija struna je pokušaj da se u okviru fizike čestica pomire principi kvantne mehanike i opšte relativnosti.[1] Takođe, ukoliko se pokaže kao ispravna, postaće glavni kandidat za tzv. „Teoriju svega“ (engl. Theory of everything – TOE), odnosno za pokušaj opisivanja svih poznatih osnovnih sila i stanja materije, na konačan matematički način.

Kako još uvek ne postoje relevantni eksperimenti kojima se mogu pokriti sva poznata energetska stanja čestica, teorija struna je i dalje predmet sukoba u naučnoj javnosti.[2]

Osnovna pretpostavka teorije struna je to da elektroni i kvarkovi u atomu nisu bezdimenzione čestice (u suštini, obične tačke u prostoru), već da su zapravo jednodimenzionalne oscilujuće linije, odnosno „strune“. Posmatrano detaljnije, teorija struna se bavi i drugim elementarnim česticama, poput hadrona, bozona i fermiona, i njihovih međusobnih veza, objedinjenih pod pojmom supersimetrije.

Uprošćeno, po ovoj teoriji, na kvantni način se posmatraju zatezanje, kinetika i vibracije ovih struna, analogno običnoj zategnutoj žici u prostoru.

Dodatni problem i nedoumice izaziva i to, što je za potpunu primenu teorije struna neophodno uključiti i uticaj nekih, za sada još neuočenih dimenzija univerzuma, uz već postojeće i poznate četiri (tri prostorne, i jednu vremensku).

Ova teorija je prilično mlada, sa začecima u modelu dvojne rezonancije iz 1969. godine, i sa prvim pravim značajnijim probojima iz '90 godina prošlog stoleća.

Naučnici koji su pobornici ove teorije, i koji rade na njenom daljem razvoju su Stiven Hoking, Edvard Viten, Huan Maldasena, Tom Benks, Vili Fišler, Stiven Šenker, Stiven Gabser, Igor Klejbanov, Mičio Kaku, Aleksander Poljakov i Leonard Saskind. NJihovi argumenti su da ova teorija omogućava kvalitetno kombinovanje kvantne teorije polja i opšte relativnosti, potom da je u skladu sa opštim postulatima kvantne gravitacije (npr. sa termodinamikom crnih rupa), i napokon, zato što je prošla niz kvalitativnih provera svoje unutrašnje (matematičke) stabilnosti.[3][4][5][6][7][8][9]

Postoje i kritičari među priznatim naučnicima, poput Ričarda Fajnmana, Pitera Vojta, Li Smolina, Filipa Andersona, Lorensa Krausa, Karla Rovelija i Šeldon Li Glašou, koji ovu teoriju osporavaju zato što ne daje gotovo nikakve eksperimentalne kvantitativne pretpostavke, odnosno, jednostavno rečeno, nije prošla fazu ispitivanja kroz konkretne fizičke eksperimente, a sve zbog ogromnih energetskih prohteva tih eksperimenata. Takođe, broj mogućih rešenja je, prema njihovom mišljenju, preveliki da bi teorija bila kvalitetna, a i u velikoj meri su rešenja zavisna od prethodnih dešavanja, da bi ih oni smatrali relevantnim.

Pregled

Nivoi magnifikacije:
1. Makroskopski nivo – materijaTekst natpisa
2. Molekulski nivo
3. Atomiski nivo – Protoni, neutroni, i elektroni
4. Subatomski nivo – Elektron
5. Subatomski nivo – Kvarkovi
6. Nivo struna

Teorija struna postulira da elektroni i kvarkovi unutar atoma nisu 0-dimenzioni objekti, nego da se sastoje od 1-dimenzionalnih struna. Te strune mogu da osciluju, što daje česticama njihov ukus (kvantni broj), naelektrisanje, masu i spin. Teorije struna takođe obuhvataju objekte generalnije od struna, zvane brane. Reč brana, izvedena iz „membrana“, se odnosi na različite međusobno povezane objekate, kao što su D-brane, crne p-brane i NS5-brane. To su prošireni objekti koji su naelektrisani izvori za diferencijalnu formu generalizacija vektorskog potencijala elektromagnetnog polja. Ovi objekti su međusobno povezani različitim dualnostima. Crnoj rupi-slične crne p-brane su identifikovane D-branama, koje su krajnje tačke struna, i ta identifikacija se naziva Gauge-gravitaciona dualnost. Istraživanje ove jednakosti je dovelo do novih saznanja o kvantnoj hromodinamici, osnovnoj teoriji jake nuklearne sile.[10][11][12][13] Strune formiraju zatvorene petlje, osim ako se susretnu sa D-branama, gde one mogu da se otvore u 1-dimenzionalne linije. Krajnje tačke struna ne mogu da prekinu D-branu, ali one mogu da prođu oko na nje.

Reference

  1. ↑ Sunil Mukhi(1999)"The Theory of Strings: A Detailed Introduction"
  2. ↑ Woit, Peter, Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law, Basic Books. 2007. ISBN 978-0-465-09276-5. pp.
  3. ↑ Hawking, Stephen (2010). The Grand Design
  4. ↑ Simeon Hellerman and Ian Swanson(2006): "Dimension-changing exact solutions of string theory"
  5. ↑ Polchinski, Joseph (1998). String Theory
  6. ↑ J. Maldacena (1997), The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity
  7. ↑ Edward Witten (1998). "Anti-de Sitter space and holography"
  8. ↑ N. Comins, W. Kaufmann (2008), Discovering the Universe: From the Stars to the Planets
  9. ↑ Elias Kiritsis(2007) "String Theory in a Nutshell"
  10. ↑ H. Nastase, More on the RHIC fireball and dual black holes, BROWN-HET-1466, arXiv:hep-th/0603176, March 2006,
  11. ↑ H. Liu, K. Rajagopal, U. A. Wiedemann, An AdS/CFT Calculation of Screening in a Hot Wind, MIT-CTP-3757, arXiv:hep-ph/0607062 July 2006,
  12. ↑ H. Liu, K. Rajagopal, U. A. Wiedemann, Calculating the Jet Quenching Parameter from AdS/CFT, Phys.Rev.Lett.97:182301,2006 arXiv:hep-ph/0605178
  13. ↑ H. Nastase, The RHIC fireball as a dual black hole, BROWN-HET-1439, arXiv:hep-th/0501068, January 2005,

Literatura

Popularne knjige i članci

  • Superstrings: A Theory of Everything? (Reprint izd.). Cambridge: Cambridge University Press. July 31 1992. str. 244. ISBN 0-521-43775-X. 
  • Gefter, Amanda (December 2005). „Is string theory in trouble?”. New Scientist. Pristupljeno 19. 12. 2005. 
  • Green, Michael (September 1986). „Superstrings”. Scientific American. Pristupljeno 19. 12. 2005. 
  • Brian Greene (October 20 2003). The Elegant Universe (Reissue izd.). New York: W.W. Norton & Company. str. 464. ISBN 0-393-05858-1. 
  • Brian Greene (2004). The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. New York: Alfred A. Knopf. str. 569. ISBN 0-375-41288-3. 
  • John Gribbin (1998). The Search for Superstrings, Symmetry, and the Theory of Everything. London: Little Brown and Company. str. 224. ISBN 0-316-32975-4. 
  • Paul Halpern (2004). The Great Beyond: Higher Dimensions, Parallel Universes, and the Extraordinary Search for a Theory of Everything. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.. str. 326. ISBN 0-471-46595-X. 
  • Dan Hooper (2006). Dark Cosmos: In Search of Our Universe's Missing Mass and Energy. New York: HarperCollins. str. 240. ISBN 978-0-06-113032-8. 
  • Michio Kaku (April 1994). Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Universes, Time Warps, and the Tenth Dimension. Oxford: Oxford University Press. str. 384. ISBN 0-19-508514-0. 
  • Klebanov, Igor and Juan Maldacena (January 2009). Solving Quantum Field Theories via Curved Spacetimes Arhivirano 2012-12-09 na Archive.is-u. Physics Today.
  • George Musser (2008). The Complete Idiot's Guide to String Theory. Indianapolis: Alpha. str. 368. ISBN 978-1-59-257702-6. 
  • Lisa Randall (September 1 2005). Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions. New York: Ecco Press. str. 512. ISBN 0-06-053108-8. 
  • Leonard Susskind (December 2006). The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design. New York: Hachette Book Group/Back Bay Books. str. 403. ISBN 0-316-01333-1. 
  • Gary Taubes (November 1986). "Everything's Now Tied to Strings" Discover Magazine vol 7, #11.
  • Alex Vilenkin (2006). Many Worlds in One: The Search for Other Universes. New York: Hill and Wang. str. 235. ISBN 0-8090-9523-8. 
  • Witten, Edward (June 2002). „The Universe on a String” (PDF). Astronomy Magazine. Arhivirano iz originala na datum 2012-12-19. Pristupljeno 19. 12. 2005. 

Dve netehničke knjige koje su kritične za razumevanje teorije struna:

  • Lee Smolin (2006). The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next. New York: Houghton Mifflin Co.. str. 392. ISBN 0-618-55105-0. 
  • Peter Woit (2006). Not Even Wrong - The Failure of String Theory And the Search for Unity in Physical Law. London: Jonathan Cape &: New York: Basic Books. str. 290. ISBN 978-0-465-09275-8. 

Udžbenici

  • Becker, Katrin, Becker, Melanie, and John H. Schwarz (2007) String Theory and M-Theory: A Modern Introduction . Cambridge University Press. ISBN 0-521-86069-5
  • Binétruy, Pierre (2007) Supersymmetry: Theory, Experiment, and Cosmology. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850954-7.
  • Dine, Michael (2007) Supersymmetry and String Theory: Beyond the Standard Model. Cambridge University Press. ISBN 0-521-85841-0.
  • Frampton, Paul H. (1974). Dual Resonance Models. Frontiers in Physics. ISBN 0-8053-2581-6. 
  • Gasperini, Maurizio (2007) Elements of String Cosmology. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-86875-4.
  • Michael Green, John H. Schwarz and Edward Witten (1987) Superstring theory. Cambridge University Press. The original textbook.
    • Vol. 1: Introduction. ISBN 0-521-35752-7.
    • Vol. 2: Loop amplitudes, anomalies and phenomenology. ISBN 0-521-35753-5.
  • Kiritsis, Elias (2007) String Theory in a Nutshell. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12230-4.
  • Johnson, Clifford (2003). D-branes. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-80912-6. 
  • Polchinski, Joseph (1998) String Theory. Cambridge University Press.
    • Vol. 1: An introduction to the bosonic string. ISBN 0-521-63303-6.
    • Vol. 2: Superstring theory and beyond. ISBN 0-521-63304-4.
  • Szabo, Richard J. (Reprinted 2007) An Introduction to String Theory and D-brane Dynamics. Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-427-7.
  • Barton Zwiebach (2004) A First Course in String Theory. Cambridge University Press. ISBN 0-521-83143-1.

Tehnički i kritički:

  • Roger Penrose (February 22 2005). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Knopf. str. 1136. ISBN 0-679-45443-8. 

Onlajn materijal

  • David Tong. „Lectures on String Theory”. arXiv:0908.0333. 
  • Schwarz, John H.. „Introduction to Superstring Theory”. arXiv:hep-ex/0008017. 
  • Witten, Edward (1998). „Duality, Spacetime and Quantum Mechanics”. Kavli Institute for Theoretical Physics. Pristupljeno 16. 12. 2005. 
  • Tom W. B. Kibble. „Cosmic strings reborn?”. arXiv:astro-ph/0410073. 
  • Marolf, Don. „Resource Letter NSST-1: The Nature and Status of String Theory”. arXiv:hep-th/0311044. 
  • Ajay, Shakeeb, Wieland et al. (2004). „The nth dimension”. Arhivirano iz originala na datum 2012-06-20. Pristupljeno 16. 12. 2005. 
  • Woit, Peter (2002). „Is string theory even wrong?”. American Scientist. Arhivirano iz originala na datum 2009-08-15. Pristupljeno 16. 12. 2005. 
  • Veneziano Gabriele (May 2004). „The Myth of the Beginning of Time”. Scientific American. 
  • Harris, Richard (7. 11. 2006.). „Short of 'All,' String Theorists Accused of Nothing”. National Public Radio. Pristupljeno 5. 3. 2007. 
  • A website dedicated to creative writing inspired by string theory. Arhivirano 2010-10-15 na Wayback Machine-u
  • An Italian Website with various papers in English language concerning the mathematical connections between String Theory and Number Theory. Arhivirano 2011-08-23 na Wayback Machine-u
  • George Gardner (2007-01-24). "Theory of everything put to the test". Newsgroup: tech.blorge.com. ID109828243. Retrieved 2007-03-03.
  • Minkel, J. R. (2. 3. 2006.). „A Prediction from String Theory, with Strings Attached”. Scientific American. 
  • Chalmers, Matthew (3. 9. 2007.). „Stringscape”. Physics World. Arhivirano iz originala na datum 2007-09-28. Pristupljeno 6. 9. 2007. 
  • Woit, Peter. Not Even Wrong: The Failure of String Theory & the Continuing Challenge to Unify the Laws of Physics. 2006. ISBN 0-224-07605-1. pp. (Jonathan Cape), ISBN 0-465-09275-6 (Basic Books)
  • Schwarz, John (2001). „Early History of String Theory: A Personal Perspective”. Pristupljeno 17. 7. 2009. 
  • Zidbits (2011-03-27). „A Layman's Explanation For String Theory?”. 

Spoljašnje veze

Teorija struna na Wikimedijinoj ostavi
  • O temeljima teorije struna
  • Superstrings
  • Teorija struna i pitanje Božje opstojnosti