Теорија струна је покушај да се у оквиру физике честица помире принципи квантне механике и опште релативности.[1] Такође, уколико се покаже као исправна, постаће главни кандидат за тзв. „Теорију свега“ (енгл. Theory of everything – ТОЕ), односно за покушај описивања свих познатих основних сила и стања материје, на коначан математички начин.

Како још увек не постоје релевантни експерименти којима се могу покрити сва позната енергетска стања честица, теорија струна је и даље предмет сукоба у научној јавности.[2]

Основна претпоставка теорије струна је то да електрони и кваркови у атому нису бездимензионе честице (у суштини, обичне тачке у простору), већ да су заправо једнодимензионалне осцилујуће линије, односно „струне“. Посматрано детаљније, теорија струна се бави и другим елементарним честицама, попут хадрона, бозона и фермиона, и њихових међусобних веза, обједињених под појмом суперсиметрије.

Упрошћено, по овој теорији, на квантни начин се посматрају затезање, кинетика и вибрације ових струна, аналогно обичној затегнутој жици у простору.

Додатни проблем и недоумице изазива и то, што је за потпуну примену теорије струна неопходно укључити и утицај неких, за сада још неуочених димензија универзума, уз већ постојеће и познате четири (три просторне, и једну временску).

Ова теорија је прилично млада, са зачецима у моделу двојне резонанције из 1969. године, и са првим правим значајнијим пробојима из '90 година прошлог столећа.

Научници који су поборници ове теорије, и који раде на њеном даљем развоју су Стивен Хокинг, Едвард Витен, Хуан Малдасена, Том Бенкс, Вили Фишлер, Стивен Шенкер, Стивен Габсер, Игор Клејбанов, Мичио Каку, Александер Пољаков и Леонард Саскинд. Њихови аргументи су да ова теорија омогућава квалитетно комбиновање квантне теорије поља и опште релативности, потом да је у складу са општим постулатима квантне гравитације (нпр. са термодинамиком црних рупа), и напокон, зато што је прошла низ квалитативних провера своје унутрашње (математичке) стабилности.[3][4][5][6][7][8][9]

Постоје и критичари међу признатим научницима, попут Ричарда Фајнмана, Питера Војта, Ли Смолина, Филипа Андерсона, Лоренса Крауса, Карла Ровелија и Шелдон Ли Глашоу, који ову теорију оспоравају зато што не даје готово никакве експерименталне квантитативне претпоставке, односно, једноставно речено, није прошла фазу испитивања кроз конкретне научне експерименте, а све због огромних енергетских прохтева тих експеримената. Такође, број могућих решења је, према њиховом мишљењу, превелики да би теорија била квалитетна, а и у великој мери су решења зависна од претходних дешавања, да би их они сматрали релевантним.

Преглед уреди

 
Нивои магнификације:
1. Макроскопски ниво – материја
2. Молекулски ниво
3. Атомски ниво – Протони, неутрони и електрони
4. Субатомски ниво – Електрон
5. Субатомски ниво – Кваркови
6. Ниво струна

Теорија струна постулира да електрони и кваркови унутар атома нису 0-димензиони објекти, него да се састоје од 1-димензионалних струна. Те струне могу да осцилују, што даје честицама њихов укус (квантни број), наелектрисање, масу и спин. Теорије струна такође обухватају објекте генералније од струна, зване бране. Реч брана, изведена из „мембрана“, се односи на различите међусобно повезане објекате, као што су Д-бране, црне п-бране и НС5-бране. То су проширени објекти који су наелектрисани извори за диференцијалну форму генерализација векторског потенцијала електромагнетног поља. Ови објекти су међусобно повезани различитим дуалностима. Црној рупи-сличне црне п-бране су идентификоване Д-бранама, које су крајње тачке струна, и та идентификација се назива Gauge-гравитациона дуалност. Истраживање ове једнакости је довело до нових сазнања о квантној хромодинамици, основној теорији јаке нуклеарне силе.[10][11][12][13] Струне формирају затворене петље, осим ако се сусретну са Д-бранама, где оне могу да се отворе у 1-димензионалне линије. Крајње тачке струна не могу да прекину Д-брану, али оне могу да прођу око ње.

Референце уреди

  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.
  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,

Литература уреди

Додатна литература уреди

Популарне књиге и чланци уреди

Две нетехничке књиге које су критичне за разумевање теорије струна:

Уџбеници уреди

  • Becker, Katrin, Becker, Melanie, and John H. Schwarz (2007). String Theory and M-Theory: A Modern Introduction. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-86069-7. 
  • 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 978-0-521-85841-0. .
  • Frampton, Paul H. (1974). Dual Resonance Models. Frontiers in Physics. ISBN 978-0-8053-2581-2. 
  • 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.
  • 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 978-0-521-80912-2. 
  • Polchinski, Joseph (1998) String Theory. Cambridge University Press.
  • 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 978-0-521-83143-7. .

Технички и критички:

Онлајн материјал уреди

Спољашње везе уреди