Soru:
Sicim teorisindeki sicimler nelerden yapılmıştır?
Terry Bollinger
2012-12-11 19:01:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bu, sicim teorisindeki gerilimle ilgili geçen yıl merak uyandıran bir sorunun devamı niteliğindedir.

Sicim teorisindeki dizeler nelerden oluşur?

Ben ciddiyim. Maddeden yapılmış sicimler, evrenimizin fizik parametrelerinde ufak bir değişiklik olsa bile uygulanması zor olacak, oldukça özel bir uzun zincirli atomlar arası bağ (çoğunlukla karbon bazlı) gerektiren karmaşık nesnelerdir. Esnekliği eklediğinizde bu bağ daha da karmaşıklaşır. Gerçek bir dizginin titreşim modları, kütle, açısal momentum, çeşitli korunum yasaları ve uzay-zaman formumuzun doğasında bulunan uygun doğrusallıkların karmaşık bir etkileşiminin açık olmayan ortaya çıkan sonucudur.

Kısaca, a madde temelli titreşen gerçek sicim, evrenimizin daha önemli fizik kurallarının çoğunun karşılıklı etkileşiminin sonucudur . Bileşimi - yapılan şey - özellikle karmaşıktır. Gerçek sicimler, uzun zincirli bağlanmanın istatistiksel olarak olası olmayan bir formundan oluşur ve bu da, atom adı verilen oldukça karmaşık çok parçacıklı varlıklardan ortaya çıkan oldukça olası olmayan özelliklere bağlıdır.

Peki sicim teorisi tüm bunları nasıl ele alır? bu? Sicim teorisindeki sicimler nelerden yapılmıştır ve sicim teorilerini gerçek, madde temelli sicimlerde sicim benzeri titreşimler üretmek için gereken ortaya çıkan ve açık olmayan karmaşıklıklara kıyasla basitleştiren bu maddeyle ilgili nedir?


Ek 2012-12-28 (2012-12-29 itibariyle tümü yeni):

Tamam, geri dönmeye çalışıyorum Dünkü zeyilnamemin onu tamamen yeni bir soruya dönüştürdüğüne dair bazı uygun şikayetlerden sonra ilk sorum. Ancak zeyilnamenin ürettiği büyük yanıtları çöpe atmak istemiyorum, bu yüzden sorumun amacını herhangi bir temel şekilde değiştirmeden genişletmesini umduğum tamamen yeni bir zeyilname oluşturarak ustura kenarından yürümeye çalışıyorum. İşte:

Sorumun en basit cevabı, dizelerin saf matematiksel soyutlamalar olduğu ve bu nedenle daha fazla açıklamaya gerek olmadığıdır. İlk cevapların tümü bu cevabın varyantlarıydı. Bunun olmasını gerçekten beklemiyordum!

Bu tür cevaplar samimi ve kesinlikle iyi niyetli olsa da, asıl sorumu okuyan çoğu insanın onları biraz hayal kırıklığı yaratacağından ve neredeyse kesinlikle çok anlayışlı olmayacağından şüpheleniyorum. Daha fazlasını umut edecekler ve nedeni şu.

Modern matematiksel fiziğin çoğu tartışmalı olarak malzeme analojilerinden türetilirken, erken dalga benzetmeleri dalgaları homojen ve izotropik "su benzeri" veya "hava benzeri" "medya, ör. 1800'lerin sonlarının eteri.

Zamanla ve az miktarda kavrayış olmaksızın, bu ilk analojiler, fiziksel medya analojilerine olan ihtiyacı gitgide ortadan kaldıran denklem setlerine dönüştürüldü. Maxwell denklemlerinin ve ardından SR'nin tarihi muhteşem bir örnektir. Bu, ilişkili fizik teorilerinin fiziksel medyayı uzakta ve daha evrensel matematiksel yapılara doğru kayda değer ilerlemesini güzel bir şekilde gösterir. Bu durumlarda, sonuçların neden "temel" kabul edildiğini hemen anlıyorum. Sonuçta, hantal malzeme-bilim analojileriyle yola çıktılar ve zamanla zorlayıcı analojileri ortadan kaldırmayı başardılar ve bize bugün bile görülmesi muhteşem olan saf matematikten parlak küçük külçeler bıraktılar.

Şimdi sicim kuramının daha yeni örneğinde, bence sürtünme, günlük olarak içine dalmayan çoğumuz için: "İp" kelimesi titreşen bir varlığın görüntüsünü çağrıştırıyor. bazı izotropik dalga ortamlarından çok daha karmaşık ve spesifik. Öncelikle, kelime dizgisi uzayda yerelleştirilmiş bir nesnenin görüntüsünü çağırır (belki de yanlış olarak). Yani, titreşimler uzay boyunca yer alan bazı izotropik alan içinde değil, uzayın çok özel bir bölgesinde bulunan bazı varlık içinde gerçekleşiyor. Sicim teorisindeki sicimler ayrıca uzunluk, sertlik, gerilim gibi oldukça karmaşık ve kesinlikle önemsiz olmayan takım malzemeleri gibi özelliklere sahip gibi görünüyor ve eminim diğerleri (örneğin, açısal momentumun bazı analogları?) p> Öyleyse, yine orijinal soruma bağlı kalmaya çalışıyorum:

Birisi, sicim teorisindeki bir dizginin neden bu kadar alışılmadık şekilde nesne benzeri bir ortamın "sicim teorisinin çevreleyen tüm matematiğini inşa etmek için temel olarak titreşim" seçildi mi?

Mükemmel bir yorumdan (kim olduğunuzu biliyorsunuz!), cevap türünün bir örneğini bile verebilirim umuyordum. Başka bir deyişle, yorum şuydu:

"Teller, dalga ve kuantum teorisinde analitik olarak çok yararlı olduğu kanıtlanmış olan harmonik osilatörleri anımsatan şekillerde titreşir."

Şimdi bu tarz yanıtları çok seviyorum! Öncelikle, derslerinde Feynman'ın bu tür osilatörler hakkındaki bölümünü okuyan herkes bu fikri hemen anlayacaktır. Buna dayanarak, dizelerin kökenlerine dair kendi anlayışım şimdi çok daha spesifik ve tarihsel fiziğe "bağlanabilir" bir şeye kaydı, bu da şu:

Ayar çatallarının gittikçe küçültülmesi, fizik tarihinde, çeşitli titreşim türlerinin nasıl yayıldığını ve etkileşime girdiğini analiz etmek için olağanüstü güçlü bir analitik yöntem sağladığı defalarca gösterilmiştir. Öyleyse, neden bu fikri mantıksal sınıra götürüp alanı çok küçük, ayar çatalı benzeri harmonik osilatörlerden oluşan devasa bir alana dönüştürmüyorsunuz?

Şimdi En azından dizelerin neden birçok fizikçi arasında fiziğin birleştirilmesi için ilginç bir yaklaşım olarak "rezonansa girdiğini" bir argüman olarak anlayabiliyorum.


Ek 2018-03- 28: The Answer (şaka değil!)

Bu yıl ilk kez Fundamental as Fewer Bits adlı bir makaleyi yıllık FQXi'ye gönderdim. temel sorular kompozisyon yarışması. Makalede, Kolmogorov karmaşıklığının, kelimenin tam anlamıyla en az biti bulmaya çalışarak, Occam's Razor 'ı fizik teorilerine uygulamak için daha otomatik ve daha az insan önyargılı bir yol sağladığını ileri sürüyorum. Kolmogorov'un program benzeri veri sıkıştırma anlayışının temsili. (Garrett Lisi'ye Occam's Razor ile olan bağlantısını fark ettiği için teşekkür ederim; makalemi bu şekilde düşünmemiştim.)

Bu yıl 1 Mayıs 2018'e kadar devam eden yarışma çok başarılı oldu beklediğimden daha ilginç ve etkileşimli. Diğer denemelere bakarken, sicim kuramının nasıl ortaya çıktığının ayrıntılarına girdim. Kavramın arkasında çok sağlam deneysel veriler bulunduğunu öğrendiğimde şaşırdım ... şu anda açıklanandan yaklaşık 10 ^ {20} $ kat daha büyük bir ölçekte!

Görünüşe göre sicim teorisi, 1960'lar ve 1970'lerin hadronlar üzerine son derece ilginç bazı deneysel araştırmalardan kaynaklandı. Bir hadron, kuarklardan oluşan herhangi bir parçacıktır ve hem iki kuark bozonik mezonlar hem de üç kuark fermiyonik içerir protonlar, nötronlar ve daha egzotik $ \ Lambda $ parçacıkları gibi baryonlar. Kuarklardan oluştuğundan, tüm hadronlar elbette güçlü kuvvet ile birbirine bağlanmıştır ve burada, hangi dizelerden oluştuğuna ilişkin soruların gerçek, deneysel olarak anlamlı yanıtı sever:

Tüm gerçek, deneysel olarak anlamlı dizgiler güçlü kuvvetten oluşur.

Çoğu (belki de hepsi) hadronların dönüşlerinin 2'lik artışlarla artırılır. Örneğin, hem proton hem de nötron normal olarak $ \ frac {1} {2} $ dönüşüne sahiptir, ancak her ikisi de örneğin daha yüksek dönüş durumlarına sahiptir. $ \ frac {5} {2} = \ frac {1} {2} + 2 $ ve $ \ frac {9} {2} = \ frac {1} {2} + 4 $.

Bu daha yüksek spin durumları da daha yüksek kütlelere sahiptir. Şaşırtıcı bir şekilde, tüm olası durumlar bir spin-kütle-kare grafiğinde çizildiğinde, sonuç, 2-spin eklemeler arasında eşit aralıklarla güzel düz çizgiler kümesidir. Bu sevimli ve son derece beklenmedik satırlara Regge yörüngeleri denir ve sicim teorisinin gerçek kökenleri bunlar.

Bu olağanüstü düzenliliklerin teorik analizleri, bunların bir dizginin durağan titreşim modları olduğu varsayılarak açıklanabilir. Aslında, bir atlama ipinin bir uzman tarafından kullanıldığında bir, iki veya daha fazla döngüye sahip olabileceğini düşünürseniz, hedefin çok uzağında değilsiniz. O zamanlar, bu olağanüstü sicim benzeri titreşim modellerinin hem temel hem de bileşik parçacıkların daha derinlemesine anlaşılmasına yol açabileceğine dair umut vardı. Ancak, bunun yerine kuantum kromodinamiği (QCD) hakim olmaya başlarken, Regge yörüngeleri teorik sorunlar oluşturmaya devam etti. Regge yörüngelerinde görülen gerçekten dikkat çekici ve hala açıklanamayan düzenliliklere rağmen, hadron düzeyinde tellerin ve tel titreşimlerinin sonu gibi görünüyordu.

Sonra çok tuhaf bir şey oldu, benim düşünce tarzıma göre bir olaydı fizik tarihindeki en az rasyonel ve en tuhaf olaylardan. Ben buna Derin Dalış diyorum. Bilimsel analizden çok, eski ve büyüleyici dinsel vahiy tarihi ve yeni dinlerin kuruluşu ile daha tipik bir şekilde ilişkilendirebileceğim özelliklere sahip.

1974 fizikçilerine dahil olan tek kişi onlar olmasa da, Scherk ve Schwarz, Hadron Olmayanlar İçin İkili Modeller adında geleneksel görünümlü bir makale yazdı ve son derece alışılmadık bir sonucun içine gizlendi. Sonuç şuydu: Hadron dizgilerinin iki spinli artışları, spin-2 gravitonlarının (hala varsayımsal nicelenmiş yerçekimi parçacıkları) önerilen özelliklerine birkaç matematiksel benzerlik taşıdığından, bunlar bir şekilde tek ve aynı şey ve bu nedenle sicim titreşimleri kavramı hadronlardan kuantum yerçekimi alanına taşınmalıdır.

Bu muazzam inanç sıçraması kökeniydi. şimdi "sicim teorisi" dediğimiz şey.

Elbette, kelimenin tam anlamıyla "küçük" bir sorun vardı: Hadronlarda çok gerçek, deneysel olarak anlamlı tel benzeri titreşim modlarından gravitonlara yapılan bu ani sıçrama, gerekli boyut ölçeklerini deneysel olarak erişilemez seviyeye indirdi. Planck köpük seviyesi. Bu, önerilen titreşimlere erişmek için gereken enerji seviyelerinde karşılaştırılabilir bir artışla birlikte, yaklaşık 20 büyüklüğünde bir düşüştü. Daha da kötüsü, hadron "mimarileri" tarafından empoze edilen titreşim modları üzerindeki tüm şiddetli kısıtlamalar, önerilen bu düşüşle anında kaldırıldı ve şimdi soyut olan bir maddeden (belki de kütle enerjisi?) Oluşan şimdi soyut olan dizelerin titreşim modlarının sayısına izin verdi. ) en az 10 $ ^ {500} $ olası vakum durumlarına patlamak için.

Tüm bunları biraz daha fazla keşfediyorum - aslında hmm, burada yaptığımdan daha az - - FQXi makale tartışmama eklenmiş bir mini makalede. Bu mini-denemede Gerçek Sicim Teorisine Geri Dönme Zamanı olduğunu savunuyorum. Yani, Regge yörüngelerinin varlığında bugüne kadar çok gerçek ve olağanüstü derecede ilginç bir veri bulmacası kaldı. Bu, hala çözülmesi gereken bir muamma! Bu veriler, fiziğin hala bir tür kritik parça veya parça eksik gibi göründüğü, spinin ne kadar derin ve temel bir kavram olduğuna dair başka bir örnektir.

"İpteki dizeler nelerdir? kuramından mı oluşuyor? ", cevap daha net olamazdı: 1960'larda ve 1970'lerde hadron araştırmalarında bulunan gerçek, deneysel olarak anlamlı dizgelerde bunlar, kuarklar tarafından ilginç ve sınırlayıcı yollarla sınırlandırılmış güçlü kuvvetin bir fonksiyonudur. ilk etapta dizge benzeri bir topolojinin var olmasını sağlayan. Bunların hepsi çok gerçek, çok anlamlı fizik.

Esasen vahiy yoluyla, yani deneysel olarak anlamlı fizikten 20 mertebeden aşağıya, Planck köpüğünün erişilemez seviyesine inancın sıçramasıyla önerilen Planck-seviyesindeki dizeler için, sadece yüzeysel bir matematiksel benzerlik ve hem madde (güçlü kuvvet) hem de titreşim modları (mezonların ve baryonların "topolojileri") üzerindeki orijinal sıkı kısıtlamalardan herhangi birinin tamamen terk edilmesiyle, şimdi Derin Dalış'ın epistemolojik doğası ayrıca mantıksal olarak daha kesin ve kendi kendine tutarlı bir cevap vermeme izin veriyor: Planck düzeyindeki dizelerin oluşturulduğu madde, meleklerin dans ederken kendilerini birbirine bağlamak için kullandıkları maddeyle tam olarak aynıdır.

Bunun bilimsel bir tartışma için haksız bir karşılaştırma olduğunu düşünüyorsanız sorun değil: Planck ölçeğindeki dizelerin olmadığını kanıtlamak için tam olarak hangi bilimsel deneyin yapılması gerektiğini aynı alt Meleklerin kullandığı duruş, bir iğne başı üzerinde dans ederken birbirlerine bağlanır.

Sicim teorisi gerçekten bilimse ve bunun için harcanan kritik öneme sahip araştırma fonunun yarım milyar dolarıysa Kırk yıldan fazla bir süredir tam bir para israfı olmadı, sonra Planck düzeyinde sicim teorisinin bir sürü denklemle dolu test edilemez bir dini vahiyden daha fazlası olduğunu kanıtlamak için basit bir test tanımlamak hiç sorun olmayacak. Değil mi?

Bu, google tarafından aranabilir bir sorudur ve kapatmaya oy veriyorum ... Sicim teorisindeki * temel nesneler * dizelerdir (daha genel olarak, p-branes), bu yüzden onların kompozisyonları hakkında konuşamazsınız.
Sicim teorisi doğruysa indirgemeciliğe son verecektir. Dualiteler ve UV / IR yazışmaları bunu gösteriyor gibi görünüyor
Chris Gehrig, teşekkürler. Dolayısıyla, 3B uzaydaki dizgiler, zarlar ve damlalar (1,2,3) -branlar için ilham kaynağıdır. Ancak ilginç (1, 2, 3) -bran titreşim modlarını varsaymak için, bunların atomik bağın ortaya çıkan özellikleri olarak kohezyon ve gerilim sergileyen dar bir katı hal malzeme kümesiyle aynı özelliklere sahip olduğu da varsayılmalıdır. Maxwell, elektromanyetizmanın son matematiksel formülasyonunda keskin bir tezatlık yoluyla, başladığı tüm malzeme tabanlı özellikleri temelde * kaldırmayı * başardı. Maxwell, basitlik iddia etme hakkına sahipti. Sicim teorisi mi?
**NE? SORUYU TAMAMEN DEĞİŞTİRDİN. ** "Dizeler neden yapılmış" yerine "Neden dizeler" ... bu uygunsuz bir görgü kuralları, ** yeni bir soru sormalısın! ** * (Bu yeni soruyu cevaplamak için nokta sicim teorisi işe yarıyor mu, istediğimiz / ihtiyacımız olan tonlarca şeyi kurtarıyor ve bu yüzden sicimler - bir dalga temeldir.) *
Ve bu yeni soru da google'da aranabilir !! Ve teoriyi bir felsefe olarak sorgulamak, bir meta soru olarak veya Felsefe StackExchange'de (eğer varsa) daha uygundur.
Çıldırmanıza gerek yok @Chris ;-) Terry, ekiniz sorunun asıl noktasından farklıdır. Daha fazla konu üzerinde kalması için yeniden adlandırabilir misiniz veya başka bir sistem yerine dizelerin neden varsayıldığını sormak için ayrı bir soru göndermesini kaldırabilir misiniz?
Huh Terry bölümü _ "Herhangi bir bilimsel konu için, bir yer, belirli bir yolun bu kadar çok insan için bu kadar çok zaman ve entelektüel çaba harcamasına neden olacak kadar iyi göründüğüne ikna edici bir neden verebilmelidir. Eğer kimse bunu yapamazsa. .. peki, açık konuşalım, yaklaşım için herhangi bir gerçek bilimsel temeli nasıl ciddiye alabilirsin? Bunun yerine felsefe alanına giriyor. "_ oldukça çelişkili, orijinal oyumu geri çekmeyi düşünmeme neden oluyor ...
Sevgili Terry Bollinger. @Chris Gerig bağırmamalı ama yine de bir noktaya geldi. Neden sicim teorisi başlı başına büyük bir sorudur ve onu başka bir soruya alt soru olarak sormak yapıcı olmaz. Lütfen sorunuzu örneğin geri döndürün: _ Sicim teorisinde, dizeler neden yapılır? _
Hepsi: Vay canına, özür dilerim, gerçekten bu kadar tartışmalı olarak gelmeye niyetim yoktu! @Dilaton, Gerekirse bu yorumu kesinlikle silebilirim, ancak bu ayrımın * her * tartışmanın temelini oluşturduğu bir bilim forumunda tartışmalı olabileceği aklıma hiç gelmedi. Sicim teorisinin böyle bir analizden yoksun olduğunu da düşünmemiştim! Güncellememden bu yana aldığım yanıtlar bunu kanıtlıyor, ancak soruyu ilk baştaki zayıf üslubum, bu tür daha açıklayıcı yanıtları uyandırmada açıkça yetersiz kaldı. David, sanırım bunu yakında yeni girdilerle kapatabilir miyim? ve ilk soruyu olduğu gibi bıraktım ...
@Qmechanic, üzgünüm, son yorumumu gönderene kadar görüşünüzü görmedim. Ummm ... öyleyse, soruya ekimi sileyim mi? Yoksa bir şekilde ona verilen tüm yanıtları da düzenlemem gerekiyor mu? Aiee! Bir karışıklık yaratmış gibiyim.
Bu yorum için teşekkürler @TerryBollinger, zarar vermek istemediğinizi açıklıyor, ST'nin sadece felsefe, din, bilim değil, vb. Olduğunu söyleyen yorumlara aşırı duyarlı davrandığımı biliyorum çünkü bu, internetin SE dışında her yerde sık sık oluyor :-( Diğer forumlarda, Fizik bloglarında, haber makalelerinde vb. BSM fiziği ile ilgili her makalenin altında yer alan bu tür dikkat dağıtıcı küçümseyici yorumlara tökezlemeden fizik hakkında (ST dahil) tartışmak ve öğrenmek istiyorum.
@Terry Bollinger: Sorunuzu, gelecekte yeni bir kullanıcının yalnızca sorduğunuz soruyu göreceği ve başka hiçbir şey görmeyecek şekilde düzenlemelisiniz. (Yeni kullanıcının önceki sürümleri görmek istiyorsa revizyon geçmişini tıklaması gerekir.)
Qmechanic'in söylediklerine eklemek için, temel olarak eki kaldırmanızı ve sizin bunu yaptığınızı yanıtlayan kişiler hakkında yorum yapmanızı öneririm. Ayrı bir soru olarak gönderirseniz, bu cevaplayıcıları yorumlarınızda ona bağlayabilirsiniz.
Argh! Üzgünüm, paralel olarak çalıştı, görünüşe göre "gelen" uyarıları almıyorum. Lütfen yeni ekime bir bakın ve eğer tavsiye ederseniz, onu da sileceğim. Kesinlikle ayrı bir soru sorabilirim, bu yüzden orada bir sorun değil ... ama sonra.
Uçan spagetti canavar spagetti iplerine oy veriyorum.
Şimdi kıskanıyorum çünkü senin FSM benzetmen * çok * meleklerimin iğne başı üzerinde dans etmesinden çok daha iyi!
Sekiz yanıtlar:
Qmechanic
2012-12-30 04:05:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

OP (v4) yazdı:

[...] Sicim teorisindeki sicimler ayrıca oldukça karmaşık ve kesinlikle önemsiz olmayan takım malzemeleri benzeri özelliklere sahip gibi görünmektedir: uzunluk, sertlik, gerilim ve eminim diğerleri (örneğin, açısal momentumun bazı analogları?). [...]

Göreceli dizge, göreceli olmayan malzeme dizesiyle karıştırılmamalıdır, karşılaştırınız ör. Bölüm 6 ve 4 Ref. Sırasıyla 1. Bunun tersine, göreceli dizi örn. dünya tablosu yeniden değerleme değişmez olması gerekir, yani dünya tablosu koordinatları artık ipin fiziksel / malzeme etiketleri değil, yalnızca fiziksel olmayan ölçü serbestlik derecesidir.

Dahası, prensip olarak, tüm boyutsuz sürekli Sicim teorisindeki sabitler, herhangi bir stabilize sicim vakumundan hesaplanabilir, bkz. bu Phys.SE cevabı, Lubos Motl.

OP (v1) yazdı:

Dizeler neden yapılır?

Yanıtlardan biri, yalnızca cevaplamanın anlamlı olmasıdır cevabın fiziksel sonuçları varsa bu soru. Popüler olarak konuşursak, sicim teorisinin modern fiziğin en içteki Rus bebeği olması gerekiyor ve içinde onu terimlerle açıklayabileceğimiz başka oyuncak bebek yok. Bununla birlikte, eşdeğer formülasyonlar bulabiliriz.

Örneğin Thorn, Ref. 2 dizelerin, dizi bitleri olarak adlandırdığı nokta benzeri nesnelerden yapıldığını. Daha doğrusu, bu dizi bit formülasyonunun, sicim teorisinin ışık konisi formülasyonuna matematiksel olarak eşdeğer olduğunu göstermiştir; önce bozonik telde ve daha sonra süper sicimde. Karşılık gelen formüller aslında, tel biti osilatörlerinin "Newton kütlesinin" ışık konisi $ P ^ + $ momentum ile verildiği bükülme ile karesel a la harmonik osilatörlerdir (cf. anna v'nin yorumu). Thorn, Refs'de tartışılan balık ağı Feynman diyagramlarından (üçgenleştirilmiş dünya sayfalarını düşünün) esinlenmiştir. 3 ve 4. Bununla birlikte, dize biti formülasyonu Dizeler neden yapılır? sorusuna gerçekten cevap vermez; yalnızca ikili bir açıklama ekler.

Referanslar:

  • B. Zwiebach, Sicim Teorisinde ilk ders.

  • C.B. Thorn, 1 / N Genişlemesiyle Sicim Teorisini Yeniden Formüle Etme , Sakharov Memorial Lectures in Physics, Ed. L. V. Keldysh ve V. Ya. Fainberg, Nova Science Publishers Inc., Commack, New York, 1992; arXiv: hep-th / 9405069.

  • H.B. Nielsen ve P. Olesen, Phys. Lett. 32B (1970) 203.

  • B. Sakita ve M.A. Virasoro, Phys. Rev. Lett. 24 (1970) 1146.

  • John Rennie
    2012-12-11 23:58:59 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    "xxx neyden oluşur" sorusu gerçekten de "xxx neye ayrıştırılabilir" sorusudur?

    Örneğin, maddenin atomlardan oluştuğunu biliyoruz çünkü atomlara ayrışabilir. Atomların elektron, proton ve nötronlardan oluştuğunu biliyoruz çünkü atomlar elektronlara, protonlara ve nötronlara ayrılabilir. Ancak elektronlar hiçbir şeye ayrıştırılamaz, bu yüzden bir elektronun neyden yapıldığını sormak anlamsızdır. Bir elektronun kütlesinin, enerjisinin veya dönüşünün, vb. Ne olduğunu sorabiliriz, ancak neden oluştuğunu sormak cevabı olmayan bir sorudur.

    Tam olarak aynısı bir dizi için de geçerlidir. Özellikleri olan bir nesnedir, ancak neyden yapıldığını sormak anlamsızdır çünkü hiçbir şeye bölünemez.

    Dizelerin başka bir şeyden oluşup oluşmadığını sormak o kadar da anlamsız değildir, bu teori ve bağlamın parametrelerine bağlıdır, (tamamlayıcı) cevabıma bakın.
    Sonsuz derecede küçük bir noktanın herhangi bir bileşen parçadan oluşmadığını kabul etmek, klasik temsili sadece bileşik değil, aslında son derece karmaşık olan bir nesne için aynı şeyi kabul etmekten çok daha kolay olduğunu düşünüyorum.Bir telin titreşmesi fikri, çoğu insana, uzayda önemsiz olmayan bir uzantıya ve iyi tanımlanmış bir fiziksel şekle sahip olduğunu ve her ikisi de klasik olarak doğrudan bir kompozit yapıdan geliyormuş gibi düşünüldüğünü gösterecektir.
    hmm ... Cevabınızı beğendim ... sizin altındakileri henüz bitirmedim ANCAK Bu cevaba dikkat etmelisiniz, çünkü Thomson elektron için verdiğiniz cevabı verecekti .... işin püf noktası şunu göstermektireğer bir dizi "temel" değilse, sicim teorisini tutarsız veya eksik yapan bir çelişki elde edersiniz.Ama sürtünme var ... kılık değiştirmiş tavuk ve yumurta problemi.
    Dilaton
    2012-12-28 17:06:03 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Lenny Susskind, bu sorunun cevabının, 1: 10: 50'de bu videonun sonuna kadar olan teorinin parametrelerine bağlı olduğunu açıklıyor.

    Kullanıyor Tellerin temel olup olmadığı veya başka bir şeyden oluşup oluşmadığı sorusu, elektrodinamikte elektronlar veya manyetik tekellerin Feynman diyagramları ile bir pertürbasyon teorisi geliştirebilmek için temel kabul edilmesi gerekip gerekmediği sorusuna benzer. manyetik yükler $ q $ ve elektrik yüklerinin $ e $ ile ilişkili olduğu gösterildi

    $$ e \, q = 2 \ pi $$

    Bunun anlamı şudur: elektron (ve dolayısıyla kütleleri) küçüktür, manyetik tek kutupların yükü (ve kütleleri) çok büyüktür ve bunun tersi de geçerlidir. Elektronun yükü ve kütlesi küçükse, elektron temel kabul edilir ve bir yakınsama teorisi (QED) geliştirilebilir çünkü eşleşme sabiti $ e $ küçüktür. Aynı zamanda manyetik tek kutuplar, bütün foton ve manyetik yüklerden oluşan ağır karmaşık şeylerdir, çünkü bağlantı sabiti $ q $ büyüktür. Bu rejim, QED'in zayıf bağlı bir teori olduğu ve manyetik tek kutupların (eğer varsa) gözlemlenecek kadar büyük olduğu gözlemlediğimiz şeye karşılık gelir. Elektronun elektrik yükünün arttırılması, elektronların ağır ve karmaşık hale geldiği bir duruma geçişe yol açacaktır ve bu durumda, temel parçacıklar olarak tanımlanan hafif manyetik monopollerle nicelleştirilmiş bir elektromanyetik teoriyi düşünmek daha yararlı olacaktır.

    Elektrik ve manyetik yük çiftini tutmak için tarif edilene benzer bir ilişki, sicim teorisinde temel (f-) sicimleri ile D-branes arasında mevcuttur. Teorinin parametrelerine bağlı olarak, ya D-kepeklerini temel sicimlerden oluşan karmaşık ağır şeyler olarak düşünmek daha uygundur veya D-kepekleri hafif ve temel iken, sicimler D-kepeklerinden oluşan ağır ve karmaşık şeylerdir. Bu belirsizliği tanımlayan teknik terim S-dualitesidir.

    Özetle, dizelerin neden yapıldığı sorusuna benzersiz ve evrensel olarak geçerli bir cevap verilemez; dizeleri veya D-branes'i temel olarak düşünmek daha yararlıysa, teorinin parametrelerine ve bağlama bağlıdır.

    Mitchell Porter
    2018-03-31 16:16:23 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    2012'den gelen bu soru, "Sicim teorisindeki dizeler neyden yapılmıştır?", şimdi yazarın tek gerçek dizgelerin gluonlardan yapılmış QCD dizgileri olduğunu önerdiği (açıklayacağım) bir 2018 eki var ve Sicim teorisinin dizeleri gerçek değildir ve bir hatadır. Zeyilname orijinal sorudan ayrılan bir itirazdır, ancak yine de ona cevap vermek isterim.

    Scherk ve Schwarz, kütlesiz spin-2 nesnesini bir graviton olarak yorumlamayı önerdiğinde sicim teorisinin yanlış bir yöne gittiği ve teorinin karakteristik ölçeğini QCD ölçeği yerine Planck ölçeği olarak yorumladığı iddia edildi; ve bunun bilimden bir adım uzaklaştığını çünkü artık hadron davranışını eşleştirme ihtiyacıyla sınırlandırılmamış bir googol veya daha fazla temel durum içeren bir teorimiz var. Bunun yerine, teorisyenler güçlü kuvvet fenomenolojisini ve özellikle ilk etapta dizeleri öneren Regge yörüngelerini açıklamaya çalışmalıydı.

    Şimdi, iyi bilindiği gibi, başlangıçta standart model bir araya geldiğinde dizeler gözden düştü. Dolayısıyla, güçlü etkileşim teorisyenleri sicim teorisine karışmadılar ; bir alan teorisi olan QCD'yi geliştirdiler.

    Bu arada, sicim teorisi, fazladan boyutları olan her şeyin teorisi olarak yeniden doğduğunda, yalnızca bir avuç insan üzerinde çalışmaya cesaret etti. Birleşik bir teori elde etmeye yönelik ana akım çaba, alan teorisinde kaldı. Alan teorisinin olasılıkları araştırıldı - büyük birleşme, süper simetri, süper yerçekimi, ekstra boyutlar.

    Dolayısıyla, alan teorisine yönelik araştırmalar, sicim teorisine çok benzediği noktaya gelmişti. Ve bu noktada ana akım, sicim teorisini doğru bir şekilde araştırmaya hazırdı. Buldukları şey, yeni bir bilgi seliydi. İpler, kuantum yerçekiminin biçimsel sorunlarını çözdü; prensipte birleşmeleri ve parçacık kütlelerini tahmin edebilirler; kepekler aracılığıyla, alan teorisiyle hala ortaya çıkarılmakta olan çok sayıda bağlantıları vardı.

    Alan teorisi ile sicim teorisi arasında zaten uzun bir etkileşim geçmişi vardı. Hooft, çok sayıda köşeli Feynman diyagramlarının string dünya sayfalarına ağ benzeri yaklaşımlar haline geldiği güçlü bir şekilde bağlı alan teorisinin 1 / N genişlemesini tanımlamıştı. Polyakov, ayar teorilerindeki akı tüplerini fazladan bir boyuttaki dizeler açısından anlamak istedi. Maldacena, bu fikirleri süper sicim teorisi bağlamında birleştirerek ünlü AdS / CFT dualitesini üretti.

    Sakai ve Sugimoto, sicim teorisi içinde QCD'yi taklit etmenin standart yolu haline gelen bir sicim teorisi ortamını - belirli bir geometride iki kepeğin kesişimini - tanımladılar. QCD'de meydana gelen çok karmaşık sınır durumları spektrumunu taklit etme konusunda iyi bir iş çıkarır ve güçlü kuvvete saygın ve sıkı olmayan bir yaklaşım olan Skyrme modeliyle bağlantıları vardır.

    Sicim teorisinin gerçek dünyaya uygulanmasının sadece Calabi-Yau uzayları ve süpersimetrik büyük birleşme ile ilgili olmadığını vurgulamak için bunlardan bahsediyorum. Güçlü kuvvet fiziğiyle çok daha doğrudan ilgili olan paralel bir gelişim çizgisi vardır.

    Yine de, deneysel olarak dünyada güçlü kuvvetten daha fazlası var. Bu yüzden, sicim teorisinin bize yerçekimi ve kiral fermiyonlar gibi ihtiyacımız olan diğer şeyleri verebilmesi ve aynı zamanda güçlü bir şekilde bağlı alan teorilerinin dinamiklerine ışık tutması güzel.

    Ana akım birleştirme programının beklentileri, LHC'nin şimdiye kadar Higgs bozonunun ötesinde herhangi bir şeyi açığa vurmadaki başarısızlığı nedeniyle biraz karıştı. Her şeyin teorisi olarak sicim teorisi için, bu, insanların süpersimetrik olmayanlar gibi, düşünmeye alışkın olduklarından farklı boşluklara bakmaları gerektiği anlamına gelebilir. Belki de insanlar Sakai-Sugimoto modelini tüm standart modeli kapsayacak şekilde genişletmeye çalışmalı ve ne olacağını görmelidir.

    İleride hangi kıvrımların ve dönüşlerin yattığına bakılmaksızın, sicim teorisini, her gün deneysel olarak doğrulanan alan teorisi alanına zıt olarak, şimdiye kadar kanıtlanmamış, tamamen ayrı bir teori dünyası olarak düşünmek yanlıştır. Aksine, sicim teorisinin alan teorisi çalışmasını doğrudan zenginleştirdiği yollar hakkında kelimenin tam anlamıyla bir kitap yazabilirsiniz.

    Ve alan teorisinin yüksek enerjili ("ultraviyole") problemleri göz önüne alındığında, sicim teorisinin alan teorisinin gerçekten iyi tanımlandığı çerçeve olduğu oldukça makuldür. İlişki en keskin biçimde Vafa'nın bataklık kavramı açısından formüle edilmiştir. Bataklık, sicim boşluğu manzarasının tamamlayıcısıdır; bir sicim vakumunun düşük enerji sınırı olarak var olmayan tüm alan teorilerinden oluşur. Sicim teorisi, bir alan teorisini UV ile tamamlamanın benzersiz yolu ise, peyzajdaki alan teorilerinin matematiksel olarak özel bir durumu vardır.

    Özetlemek gerekirse, sicim kuramcıları gerçek dünyayı hangi boşlukta, hatta ne tür bir boşlukta tanımladığı konusunda hemfikir olmaktan çok uzaktırlar; ve teorisyenler elbette diğer hipotezleri takip etmekte özgür olsalar da (yine de yeni bir kılıkta sicim teorisi olabilir); alan teorisinin iyi, sicim teorisinin kötü demek gerçekten mantıklı değil, Regge yörüngelerine odaklanalım. String vacua manzarasından bile daha büyük olası alan teorilerinin bir manzarası var ve ikinci manzara bize önceki manzara hakkında önemli bir şeyler anlatıyor. Ve Regge yörüngelerinin QCD açıklamasının, sicim teorisinin - tüm bu milyonlarca doların üzerinde çalışıldığı on boyutlu sicim teorisi - uygun biçimde uygulanması yoluyla gelmesi muhtemeldir.

    Mitchell, sicim teorisine düşünceli, son derece bilgilendirici ve iyi yazılmış bir savunma eklediğiniz için teşekkürler!Soruyu cevaplamasa da, yine de oy verdim, çünkü benim kendi ek cevabımın çok kör bir düşünce deneyi içerdiğini doğru.ST yerine FT önermiyorum: Regge yörüngelerinin gizemi terk edildiğinde matematiksel olarak çok önemli bir şeyin gözden kaçırıldığını ve bunun ölçeği nasıl ele aldığımızla ilgisi olduğunu ileri sürüyorum.Son olarak, ciddi bir soru: Bu ST etkilerinden herhangi biri deneysel olarak uygulanan tahminlere yol açtı mı?
    Çoğunlukla Sakai-Sugimoto'nun halihazırda ölçülmüş miktarlar ve / veya kafes QCD hesaplamalarıyla karşılaştırıldığını görüyorum.Model leptonlar bile içermiyor, bu yüzden sadece saf hadronik etkileşimler için geçerli olmalı.Ancak bilmediğim çok büyük bir literatür (1000 alıntı) var ve yakın zamanda yayınlanan bir makale http://arxiv.org/abs/1710.02695 bazı şekerleme tahminlerinde bulunuyor.
    Mitchell, teşekkürler, yapıştırma kağıdına bir göz atacağım!Bir açıklama: "gluon" yerine "kuvvetli kuvvet" dedim, çünkü söyleyebildiğim kadarıyla hadron dizgeleri xyz uzayında kuarklar arasında basit döngüler olarak var olamaz.Bu, hadronlara çok fazla geometrik sınırlama getirir.Öyleyse, güçlü kuvvet hadronik sicimlerin "özünü" sağlarken, onları sıradan gluon etkileşimleri olarak düşünmek muhtemelen çok fazla varsayım olacaktır.Son bir düşünce: Hadron dizgileri bir şekilde dizelerin "sonuçları" veya "örnekleri" ise, sicim teorisi neden geri dönüp Regge yörüngelerini çözmedi?
    Sakai-Sugimoto'nun Regge yörüngeleri var ama doğrusallıktan sapıyorlar.Yörüngelerin daha doğrusal olduğu başka zar modelleri de var ... Sakai-Sugimoto, QCD'nin gerçek holografik ikilisi olarak görülmez;bu şimdiye kadarki en iyisi.(Regge yörüngeleri, güçlü kuvvetin iyi bir modelinin yeniden üretmesi gereken pek çok fenomenden sadece bir tanesidir.)
    Teşekkürler.Bu hem ilgi çekici hem de şaşırtıcı.Doğrusallık genellikle temelde yatan basitliği, dolayısıyla kompakt, zarif ve az varsayıma sahip bir çözümü önerir.Hem tarih hem de modern çözüm-uzay arama sezgisel bakış açılarından, bu hem sicim teorisi hem de QCD için gerçek sorunun yanlış varsayımlar olduğunu öne sürüyor.Yani, Regge doğrusallığı açıklanamaz çünkü çözümü (a) o kadar "açıkça" doğru olan bir veya daha fazla varsayımı kırmaya dayanır ki kimse onları soruyu düşünmez ve (b) varsayımlar _ve_ QCD dizgileri tarafından paylaşılır.Ayrıca boyutları da içerirler.
    anna v
    2012-12-29 18:31:31 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Bu, @Dilaton'ın cevabını tamamlamaktır.

    Teorik fizikçinin sicim modellerinden etkilenmesinin en temel nedeni ve bunların uzantıları, Her Şeyin Teorisinin, kutsal olanın çerçevesi olmayı vaat etmeleridir.

    Sicim teorileri ve uzantıları, bir TOE'nin formüle edilmesinde uzun süredir devam eden zorluk olan yerçekiminin nicelendirilmesini sağlar. Yerçekiminin birleşik bir şekilde nicelleştirilmesini içeren, kompozit preonlarla rekabet eden veya olmayan bir teori varsa, her birinin yararları bir TOE olarak tahmin edilebilir. Şu anda sicim teorisinin rekabeti yoktur ve dizeler bu teorilerde gerçekliğin temel varlıklarıdır.

    Anixx
    2012-12-29 20:25:45 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    In short, string is a dislocation defect of the vacuum crystalline structure.

    enter image description here

    This by the way explains why apparent full angle around a string seems to be smaller than $2 \pi$.

    Bu iyi bir açıklamadır.
    juanrga
    2012-12-12 17:29:55 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Sicim teorisinde sicimler temel nesnelerdir ve hiçbir şeyden yapılamazlar.

    Bununla birlikte, sicim teorisinin dizeleri, daha genel genişletilmiş nesneler gibi, örneğin zar teorisinde zarların daha temel nokta benzeri nesnelerden yapıldığı düşünülebilir.

    İplerdeki Noktasal Yapı 'da ilginç bir resim verilmiştir

    Son olarak D0-branşların kullanıldığını vurgulamak isterim Banks'ın matris teorisinde veya Thorn'un bitleri , daha temel nokta benzeri nesneler değildir. Örneğin, evrenin gerçekten D0 kepeklerinden yapıldığına inanmak, sicim kuramcılarının evrenin gerçekten dizelerden oluştuğuna inandıkları zamanki kadar yanlış yönlendirilirdi.

    Terry Bollinger
    2012-12-25 06:28:53 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    (Please note that I am attempting to answer my own question.)

    In string theory it has been implicitly hypothesized, but not rigorously proven, that the mathematical constructs used to describe the vibrations of certain of isotropic materials in simple geometric simple shapes (e.g. strings or rings) are examples of mathematical constructs so fundamental that they show up at many different levels and circumstances in physics. If this string hypothesis is true, then the vibrations of ordinary material strings are a distant echo of these far more fundamental mathematical rules.

    There is a precedent for this in modern physics. When James Clerk Maxwell first integrated the knowledge of electricity and magnetism of his time into a single unified theory, he did not at first use differential equations. Instead, he intentionally built a purely mechanical rotating-cell model based on generalizations of specific properties encountered in everyday material objects.

    It was not until after Maxwell had used his mechanical model to prove that light was electromagnetic radiation that he realized that all the behaviors of his model could instead be expressed using 20 quaternion-based differential equations with 20 variables, which Oliver Heaviside later compressed down to a mere four vector-based equations that are now called (not entirely accurately) "Maxwell's equations".

    The situation hypothesized for string theory is roughly comparable. It also starts with a materials-based dynamic analogy, and similarly proposes that the mathematics that describe that dynamic model are expressions of some deeper and more profound mathematical model. However, it is also true that what constitutes a "fundamental" set of mathematical constructs is much less clear in string theory than it was for the far simpler domain of electromagnetism. That is in part because for string theory the analogies from materials science are extended to much higher numbers of dimensions, and because string theory postulates modes of vibration that are not accessible to direct experimentation and refinement.

    -1, kelimenin tam anlamıyla bir açıklama yapmadınız, ancak tarihte rastgele teğetlere geçtiniz. Yukarıdaki sorunuzla ilgili yorumum bununla ilgileniyor.
    Heh! Doğrusunu söylemek gerekirse Chris, yorumunu okumak neden şu ana kadar cevaplara daha olumlu bir dönüş yapmam gerektiğini düşündüm. Gerçekten karmaşık bir sorunun yapısını analiz etmek için akla gelebilecek en zayıf yaklaşımlardan biri olması gerektiği için "temel" bir şeyi ilan etmek. P-brane yaklaşımının neden evrenin yapısına tartışmalı olarak daha iyi ve daha az varsayımla uyduğunu savunacak hiçbir verinin farkında mısınız? Varsa nedir? Analizler veya karşılaştırmalar yapıldı mı? Bir p-brane yaklaşımı ikna edici tahminler mi yoksa büyük çaplı basitleştirmeler mi üretir?
    * "Bir şeyi" temel "ilan etmek, çünkü bu, akla gelebilecek en zayıf yaklaşımlardan biri olmalı" * ... Bu alakasız. Sorunuz "sicimler neyden yapılmıştır" idi ve cevap, hiçbir şeyden yapılmadıklarıdır. QED. Soruyu değiştirmek istiyorsanız, ** yeni ** bir gönderi yapın (mevcut olanı aniden değiştirmeyin!).
    Terry, sicim teorisini TOE olarak ilk duyduğumda, ilk tepkim "tabii ki her yerde bulunan harmonik osilatör" oldu. Yeterince kuantum mekaniği problemini çözdüyseniz, simetrik potansiyellerin çözümüne ilk yaklaşımın harmonik osilatör olduğunu bilirsiniz, çünkü bu, herhangi bir simetrik potansiyelin Tailor genişlemesindeki ilk terimdir. "Sicim teorileri" nin gerçek işlevsel formu daha yüksek dereceli terimlere sahip olabilir, ancak şu anda bu bir TOE için iyi bir aday gibi görünüyor.
    anna v, "Yeterince kuantum mekanik problemini çözdüysen" vuruşunu seviyorum (mea culpa, mea culpa)! Ayrıca bunu bir cevap haline getirmeni de isterdim. Bunu okuyan çoğu insan bu çok havalı deneyim tabanına * sahip olmadığından *, harmonik osilatörlerin yoğun kullanımından (çok daha erken bir materyalden temel geçişe) geçiş, belirli bir konuya gitmek için bir neden olarak ortaya çıkmaz. dizelerin * yapısı * (gerilimle 1D). En büyük fikrinize rağmen, "ama bu analojiyi * yanlış * yönde almak - daha çok maddi nesnelere doğru değil mi?"
    Jahn Rentier, "" xxx neyden oluşur "sorusu gerçekten" xxx neye ayrıştırılabilir "sorusudur.Fizik, elektrik alanlarının, manyetik alanların ve fotonların neye ayrıştırılabileceğini araştırmıyor, ancak fizik sicim teorisi üzerinde çalışıyor.Garip.


    Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
    Loading...