Jousteorian perusteet

Jousteoria on matemaattinen teoria, joka yrittää selittää tiettyjä ilmiöitä, joita ei tällä hetkellä voida selittää kvanttifysiikan standardimallilla.

Merkkijonoteoria käyttää ytimessä yhden ulotteisen merkkijonon mallia kvanttifysiikan hiukkasten sijasta. Nämä jouset, koko Planckin pituus (10^-35 m), värisee tietyillä resonanssitaajuuksilla. Jotkut viimeisimmät joustoteorian versiot ovat ennustaneet, että kielillä voi olla pidempi pituus, ylöspäin lähes millimetriksi, mikä tarkoittaisi, että he ovat siinä maassa, jonka kokeet voivat havaita niitä. Jousateoriasta johtuvat kaavat ennustavat enemmän kuin neljä ulottuvuutta (yleisimmät 10 tai 11) variantit, vaikka yksi versio vaatii 26 ulottuvuutta), mutta ylimääräiset mitat "käpristyvät" Planckin sisällä pituus.

Merkkijonojen lisäksi merkkijono- teoria sisältää toisen tyyppisen perusobjektin, nimeltään a brane, jolla voi olla paljon enemmän ulottuvuuksia. Joissakin "braneworld-skenaarioissa" maailmankaikkeus on todella "jumissa" kolmiulotteisen branen (kutsutaan 3-brane) sisäpuolelle.

Jousteoria kehitettiin alun perin 1970-luvulla yrittäen selittää joitain epäjohdonmukaisuuksia hadronien ja muiden energiakäyttäytymisen kanssa fysiikan perushiukkaset.

Kuten suuressa osassa kvanttifysiikkaa, matematiikkaa, jota käytetään jousiteoriassa, ei voida ratkaista yksilöllisesti. Fyysikkojen on sovellettava häiriöteoriaa saadakseen sarja lähentyneitä ratkaisuja. Tällaiset ratkaisut sisältävät tietysti oletuksia, jotka saattavat olla totta.

Tämän työn taustalla oleva toivo on, että se johtaa "teoriaan kaikesta" ja sisältää ratkaisun ongelmaan kvanttipainoja sovittaa yhteen kvanttifysiikka kanssa yleinen suhteellisuusteoria, sovittaen siten fysiikan perusvoimat.

Alkuperäinen joustoteoria keskittyi vain bosonihiukkaset.

Ylävirtateoria (lyhenne sanoista "supersymmetrinen joustoteoria") sisältää bosonit toisen hiukkasen kanssa, fermioneja, samoin kuin supersymmetria mallin painovoiman suhteen. On olemassa viisi itsenäistä ylijäämäteoriaa:

• Tyyppi 1
• Tyyppi IIA
• Tyyppi IIB
• Kirjoita HO
• Tyyppi HE

M-teoria: Vuonna 1995 ehdotettu yliviivateoria, jolla yritetään yhdistää tyypin I, tyypin IIA, tyypin IIB, tyypin HO ja tyypin mallit saman fyysisen perusmallin muunnelmiksi.

Yksi seuraus joustoteorian tutkimuksesta on ymmärtäminen, että olemassa on valtava määrä mahdollisia teorioita rakennettuna, mikä johti kysymykseen siitä, kehittääkö tämä lähestymistapa koskaan "kaiken teoriaa", jonka monet tutkijat kehittävät alun perin toivoi. Sen sijaan monet tutkijat ovat omaksuneet kuvan, joka kuvailee laajaa kieliteoriamaisemaa mahdollisista teoreettisista rakenteista, joista monet eivät itse asiassa kuvaa maailmankaikkeuttamme.

Nykyisin jousiteoria ei ole onnistunut tekemään mitään ennustetta, jota ei myöskään selitetä vaihtoehtoisella teorialla. Sitä ei ole erityisesti todistettu eikä väärennetty, vaikka sillä on matemaattisia piirteitä, jotka antavat sille suuren vetovoiman monille fyysikoille.

Monilla ehdotetuilla kokeilla saattaa olla mahdollisuus näyttää "merkkijono-vaikutukset". Moniin sellaisiin kokeisiin tarvittava energia ei ole tällä hetkellä saatavissa, vaikka jotkut ovat mahdollisuuksien lähialueella, kuten mahdolliset havainnot mustalta reikiä.

Vain aika näyttää, pystyykö jousiteoria ottamaan hallitsevan aseman tieteessä, lukuun ottamatta monien fyysikkojen sydämet ja mielet.