Теория квантовых струн

Теория квантовых струн

Теория квантовых струн

Взаимодействие в микромире: диаграмма Фейнмана в стандартной модели и её аналог в теории струн

Тео́рия квантовых струн — направление теоретической и математической физики, изучающее динамику не точечных частиц, как большинство разделов физики, а одномерных протяжённых объектов, так называемых квантовых струн.

В рамках этой теории существует идея [1], что все фундаментальные частицы и их фундаментальные взаимодействия возникают в бесконечном спектре возбуждений взаимодействующих квантовых струн на масштабах порядка планковской длины 10-33 см.
Квантовая теория струн возникла в начале 1970-х годов в результате осмысления формул Венециано.[2], найденных им в 1968 году и связанных со струнными моделями строения адронов. К 1974 году стало ясно, что струнные теории, основанные на формулах Венециано, реализуются в размерности пространства большей, чем 4: модель Венециано и модель Шапиро-Вирасоро (S-V) в размерности 26, а модель Рамо́на-Нэвь́ё/Шварца(R-NS) в 10, и все они предсказывают тахион.[3] Решение проблемы тахиона пришло после работ Весса и Зумино в 1974 году по пространственно-временной глобальной (не зависящей от координат П-В) суперсимметрии.[4]. Локализация суперсимметрии привела к многочисленным конструкциям супергравитации.[5] В 1977 году Глиоцци, Шерк и Олив (GSO проекция) ввели в модель R-NS специальную проекцию для струнных переменных, которая позволила устранить тахион и по существу давала суперсимметричную струну.[6]
В 1981 году Грину и Шварцу удалось описать GSO проекцию, в терминах D-мерной суперсимметрии и чуть позже ввести принцип устранения аномалий в теориях струн.[7]

Тем не менее, несмотря на удивительную математическую красоту и целостность, для теории струн пока не нашли адекватный физический феномен. Возникшая для описания адронной физики, но не вполне подошедшая для этого, теория оказалась и в своего рода экспериментальном вакууме описания всех взаимодействий. Одна из основных проблем при попытке описать процедуру редукции струнных теорий из размерности 26 или 10 в низкоэнергетическую физику размерности 4 заключается в необъятном количестве вариантов компактификаций дополнительных измерений на Орбифолды или на многообразия Калаби-Яу.Нарастающая волна решений этой проблемы [8] с конца 1970-х и начала 1980-х годов превратилась в современный камень преткновения теории струн, известный под названием «проблема ландшафта».

Как бы то ни было, разработка теории струн стимулировала развитие математических конструкций, в основном алгебраической и дифференциальной геометрии, топологии, позволила занять достойное место теоретической физике в самой математике, а также глубже понять структуру предшествующих ей теорий и сущность материи и квантовой гравитации. Развитие теории струн продолжается и есть надежда, что недостающие элементы мозаики струнных теорий и недостающие феномены будут найдены в ближайшем будущем.

Содержание

Примечания

  1. Scherk J., Schwarz J.H. Nuсl.Phys. 1974, B81, 118
  2. Veneziano G., Nuovo Cim., 1968, 57A, 190 (также неопубликованная работа Suzuki M., 1968)
  3. Shapiro J. Phys. Rev., 1971, 33В, 361. Virasoro M. Phys. Rev., 1969, 177, 2309. Ramond P. Phys. Rev., 1971, D3, 2415. Neveu A.& Schwarz J. Nucl. Phys., 1971, B31, 86.Lovelace C. Phys. Rev., 1974, 34B, 500.
  4. Wess J., Zumino B. Nucl.Phys. 1974, B70, 39
  5. Supergravity 81 Cambridge University Press 1982. (Есть перевод: Введение в супергравитацию. Мир. 1985) Гельфанд Ю., Лихтман Е. 1971, ...Нарушение четности, Письма в ЖЭТФ, 13, 452.
  6. Gliozzi F., Sherk J., Ollive D. Nucl.Phys. 1977, B122, 253
  7. Green M.& Schwarz J. Nucl.Phys. 1981, B81, 253, Green M.& Schwarz J. Phys. Lett. 1984, 149B, 117
  8. Yau S., Witten E. Simposium on Anomalies, Geometry and Topology, 1985, WS, Singhapur, Witten E.and others Nuсl.Phys., 1985, B261, 678; 1986, B274, 286

См. также

Ссылки

Литература

Научно-популярная

  • Хоукинг, Стив'н. Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр / Пер. с англ. Н. Смородинской.. — СПб.: Амфора, 2004. — 268 с. — ISBN 5-94278-564-3. Теории струн посвящена 10-я глава «Объединение физики».

Монографии, научные статьи и учебники

  • Инстантоны, струны и конформная теория поля / Сборник статей под ред. А. А. Белавина. — М.: Физматлит, 2002. — 245 с. — ISBN 5-9221-0303-2 — Сборник состоит из статей, посвящённых вопросам современной квантовой теории поля (конформная симметрия критических явлений, факторизованное рассеяние в двумерных теориях, инстантоны и монополи в калибровочных теориях, взаимодействие релятивистских струн) и её математическому анализу (алгебраическая топология, теория представлений бесконечномерных алгебр Ли, теория квантовых групп и др.). Статьи были ранее опубликованы в отечественных и зарубежных периодических изданиях в период 1970—1990 гг.
  • Бринк Л., Энно М. Принципы теории суперструн. — Новокузнецк: ИО НФМИ, 2000. — ISBN 5-8032-3337-4
  • Грин М., Шварц Дж., Виттен Э. Теория суперструн. — М.: Мир, 1990. — Т. 1, 2.
  • Каку, Мичио. Введение в теорию суперструн / пер. с англ. Г.Э. Арутюнова, А.Д. Попова, С.В. Чудова; под ред. И. Я. Арефьевой. — М.: Мир, 1999. — 624 с. — ISBN 5-03-002518-9
  • Кетов, С. В. Введение в квантовую теорию струн и суперструн. — Новосибирск: Наука, 1990. — 368 с. ISBN 5-02-029660-0.
  • Морозов, А. Ю. Теория струн — что это такое? // Успехи физических наук. Том 162, № 8. — М.: 1992, с. 83-175. Попытка описать предмет и метод теории струн в современном понимании этого слова, то есть всю совокупность вопросов, привлекающих внимание теоретиков, работающих в этой области. Упоминается струнная модель великого объединения фундаментальных взаимодействий, но говорится и о более широком струнном сценарии единой теории поля - концепции более математического характера, нацеленной на выяснение общих свойств классов эквивалентности модельной квантовой теории поля. Приводится также краткий словарь наиболее важных терминов, необычных для физической литературы, но часто встречающихся в статьях по теории струн.
  • Поляков, А. М. Калибровочные поля и струны. — М.: ИТФ, 1995. — 300 с.


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Теория квантовых струн" в других словарях:

  • Теория струн — Теория суперструн Теория …   Википедия

  • СТРУН ТЕОРИЯ — раздел матем. физики, связанный с описанием разл. состояний (фаз) в теории поля. В основе С. т. лежит представление о том, что всевозможные модели теории поля могут рассматриваться как разл. состояния единой общей теории в пространстве теорий .… …   Физическая энциклопедия

  • Квантовая теория струн — Взаимодействие в микромире: диаграмма Фейнмана в стандартной модели и её аналог в теории струн Теория струн направление математической физики, изучающее динамику не точечных частиц, как большинство разделов физики, а одномерных протяжённых… …   Википедия

  • Классическая теория тяготения Ньютона — (Закон всеобщего тяготения Ньютона) закон, описывающий гравитационное взаимодействие в рамках классической механики. Этот закон был открыт Ньютоном в 1666 году. Он гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками… …   Википедия

  • Гетеротическая струна — Теория струн Теория суперструн Теория …   Википедия

  • Квантовая струна — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. У этого термина …   Википедия

  • Квантовая струна (физика) — Квантовая струна является одним из основных объектов исследования в Теории струн. Дать однозначное определение Квантовой струне не представляется возможным из за многогранности объекта. Ниже предложены некоторые полезные простые определения КС.… …   Википедия

  • СУПЕРСТРУНЫ — релятивистские суперсимметричные протяжённые объекты. С. являются обобщением понятия бозонной релятивистской струны (см. Струна релятивистская) с включением фермионных степеней свободы. В зависимости от вида граничных условий для фермионов… …   Физическая энциклопедия

  • Фермионная струна — (Спиновая струна)  основной объект исследования теории струн, а также присутствует в моделях в Физике конденсированных сред Термин возник в 1970х, как результат введения фермиевских степеней свободы в протяженный объект  струну.… …   Википедия

  • Венециано, Габриэле — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Венециано. Габриэле Венециано Gabriele Veneziano …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «Теория квантовых струн» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»