گرانش کوانتومی حلقه و نظریه ریسمان

2024 نویسنده: Angel Austin | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 05:24

گرانش کوانتومی حلقه - چیست؟ این سوالی است که در این مقاله بررسی خواهیم کرد. برای شروع، ویژگی ها و اطلاعات واقعی آن را تعریف می کنیم و سپس با مخالف آن - نظریه ریسمان آشنا می شویم که برای درک و ارتباط متقابل با گرانش کوانتومی حلقه به صورت کلی در نظر خواهیم گرفت.

مقدمه

یکی از نظریه هایی که گرانش کوانتومی را توصیف می کند مجموعه ای از داده ها در مورد گرانش حلقه در سطح کوانتومی سازمان جهان است. این نظریه ها بر اساس مفهوم گسستگی زمان و مکان در مقیاس پلانک است. اجازه می دهد تا فرضیه یک جهان تپنده محقق شود.

لی اسمولین، تی. جاکوبسون، کی روولی، و آ. اشتکار بنیانگذاران نظریه گرانش کوانتومی حلقه هستند. آغاز شکل گیری آن به دهه 80 می رسد. قرن XX. مطابق با اظهارات این نظریه، "منابع" - زمان و مکان - سیستم هایی از قطعات گسسته هستند. آنها به عنوان سلول هایی به اندازه کوانتوم توصیف می شوند که به روشی خاص در کنار هم قرار می گیرند.با این حال، با رسیدن به اندازه های بزرگ، ما یک هموار شدن فضا-زمان را مشاهده می کنیم و به نظر ما پیوسته می رسد.

گرانش حلقه و ذرات جهان

یکی از بارزترین «ویژگی‌های» نظریه گرانش کوانتومی حلقه، توانایی طبیعی آن برای حل برخی مسائل در فیزیک است. این به شما امکان می دهد بسیاری از مسائل مربوط به مدل استاندارد فیزیک ذرات را توضیح دهید.

در سال 2005، مقاله ای از S. Bilson-Thompson منتشر شد، که در آن مدلی با یک ریشون هراری تغییر شکل داده شده را پیشنهاد کرد که به شکل یک شیء روبانی کشیده شده بود. دومی روبان نامیده می شود. پتانسیل تخمینی نشان می دهد که می تواند دلیل سازماندهی مستقل همه اجزای فرعی را توضیح دهد. پس از همه، این پدیده است که باعث بار رنگ می شود. مدل قبلی preon برای خود ذرات نقطه ای را به عنوان عنصر اساسی در نظر می گرفت. شارژ رنگ فرض شده بود. این مدل توصیف بارهای الکتریکی را به عنوان یک موجود توپولوژیکی ممکن می‌سازد، که می‌تواند در مورد چرخش روبان ایجاد شود.

مقاله دوم این نویسندگان مشترک که در سال 2006 منتشر شد، اثری است که L. Smolin و F. Markopolu نیز در آن شرکت داشتند. دانشمندان این فرض را مطرح کرده‌اند که تمام نظریه‌های گرانش حلقه کوانتومی، که در کلاس حلقه‌ها گنجانده شده‌اند، بیان می‌کنند که در آنها فضا و زمان حالت‌هایی هستند که توسط کوانتیزه شدن برانگیخته می‌شوند. این حالت ها می توانند نقش پریون ها را ایفا کنند که منجر به پیدایش مدل استاندارد شناخته شده می شود. به نوبه خود باعث می شودظهور ویژگی های نظریه.

این چهار دانشمند همچنین پیشنهاد کردند که نظریه گرانش حلقه کوانتومی قادر به بازتولید مدل استاندارد است. این چهار نیروی اساسی را به صورت خودکار به هم متصل می کند. در این شکل، تحت مفهوم «براد» (فضا-زمان فیبری در هم تنیده)، مفهوم پریون ها در اینجا منظور می شود. این مغزها هستند که امکان بازآفرینی مدل صحیح را از نمایندگان "نسل اول" ذرات، که بر پایه فرمیون ها (کوارک ها و لپتون ها) است، با روش های عمدتاً صحیح برای بازآفرینی بار و برابری خود فرمیون ها امکان پذیر می کنند.

Bilson-Thompson پیشنهاد کرد که فرمیون‌های «سری» بنیادی نسل‌های دوم و سوم را می‌توان به‌عنوان همان برادها، اما با ساختار پیچیده‌تر نشان داد. فرمیون های نسل اول در اینجا با ساده ترین مغزها نشان داده می شوند. با این حال، مهم است که در اینجا بدانید که ایده های خاصی در مورد پیچیدگی دستگاه آنها هنوز مطرح نشده است. اعتقاد بر این است که بارهای انواع رنگی و الکتریکی و همچنین "وضعیت" برابری ذرات در نسل اول دقیقاً به همان شکلی است که در سایرین ایجاد می شود. پس از کشف این ذرات، آزمایش های زیادی برای ایجاد اثرات بر روی آنها توسط نوسانات کوانتومی انجام شد. نتایج نهایی آزمایش‌ها نشان داد که این ذرات پایدار بوده و پوسیدگی ندارند.

ساختار نوار

از آنجایی که ما در اینجا بدون استفاده از محاسبات، اطلاعاتی در مورد نظریه ها در نظر می گیریم، می توانیم بگوییم که این گرانش کوانتومی حلقه ای است.قوری. و او نمی تواند بدون توصیف ساختارهای نوار کار کند.

موجوداتی که در آنها ماده با همان "مواد" فضا-زمان نشان داده می شود، یک بازنمایی توصیفی کلی از مدلی هستند که بیلسون تامپسون به ما ارائه کرد. این موجودیت ها ساختارهای نواری مشخصه توصیفی داده شده هستند. این مدل به ما نشان می دهد که فرمیون ها چگونه تولید می شوند و بوزون ها چگونه تشکیل می شوند. با این حال، به این سوال پاسخ نمی دهد که چگونه می توان بوزون هیگز را با استفاده از نام تجاری به دست آورد.

L. Freidel، J. Kovalsky-Glikman و A. Starodubtsev در سال 2006 در یک مقاله پیشنهاد کردند که خطوط میدان گرانشی ویلسون می توانند ذرات بنیادی را توصیف کنند. این نشان می‌دهد که ویژگی‌های ذرات می‌توانند با پارامترهای کیفی حلقه‌های ویلسون مطابقت داشته باشند. دومی به نوبه خود، شی اصلی گرانش کوانتومی حلقه هستند. این مطالعات و محاسبات همچنین به عنوان پایه‌ای اضافی برای پشتیبانی نظری در توصیف مدل‌های بیلسون تامپسون در نظر گرفته می‌شوند.

استفاده از فرمالیسم مدل اسپین فوم که ارتباط مستقیمی با نظریه مورد مطالعه و تحلیل این مقاله (T. P. K. G.) دارد و همچنین بر اساس سری اولیه اصول این نظریه گرانش حلقه کوانتومی، باعث می شود. امکان بازتولید برخی از قطعات مدل استاندارد که قبلاً نمی‌توانستند را تولید کند. اینها ذرات فوتون، همچنین گلوئون و گراویتون بودند.

وجود داردهمچنین مدل ژلون که در آن برادها به دلیل عدم وجود آنها در نظر گرفته نمی شود. اما خود مدل امکان دقیقی برای انکار وجود آنها نمی دهد. مزیت آن این است که می توانیم بوزون هیگز را به عنوان نوعی سیستم ترکیبی توصیف کنیم. این با وجود ساختارهای داخلی پیچیده تر در ذرات با مقدار جرم زیاد توضیح داده می شود. با توجه به پیچش برادها، ممکن است فرض کنیم که این ساختار ممکن است به مکانیسم ایجاد جرم مرتبط باشد. به عنوان مثال، شکل مدل بیلسون تامپسون، که فوتون را به عنوان ذره ای با جرم صفر توصیف می کند، با حالت براد غیرپیچیده مطابقت دارد.

درک رویکرد بیلسون تامپسون

در سخنرانی‌های مربوط به گرانش حلقه کوانتومی، هنگام توصیف بهترین رویکرد برای درک مدل بیلسون تامپسون، ذکر می‌شود که این توصیف از مدل پریون ذرات بنیادی به فرد اجازه می‌دهد تا الکترون‌ها را به‌عنوان توابعی با ماهیت موجی توصیف کند. نکته این است که تعداد کل حالت‌های کوانتومی در اختیار فوم‌های اسپین با فازهای همدوس را می‌توان با استفاده از اصطلاحات تابع موج نیز توصیف کرد. در حال حاضر، کار فعالی با هدف متحد کردن نظریه ذرات بنیادی و T. P. K. G در حال انجام است.

در میان کتاب های گرانش کوانتومی حلقه ای، می توانید اطلاعات زیادی را پیدا کنید، به عنوان مثال، در آثار O. Feirin در مورد پارادوکس های جهان کوانتومی. در میان آثار دیگر، توجه به مقالات لی اسمولین قابل توجه است.

مشکلات

مقاله، در یک نسخه اصلاح شده از Bilson-Thompson، اذعان می کند کهطیف جرم ذرات یک مسئله حل نشده است که مدل او قادر به توصیف آن نیست. همچنین، او مسائل مربوط به چرخش، مخلوط کردن Cabibbo را حل نمی کند. این نیاز به پیوندی به یک نظریه بنیادی تر دارد. نسخه‌های بعدی مقاله به توصیف پویایی برادها با استفاده از انتقال پاچنر متوسل می‌شوند.

یک تقابل دائمی در دنیای فیزیک وجود دارد: نظریه ریسمان در مقابل نظریه گرانش کوانتومی حلقه. اینها دو اثر اساسی هستند که بسیاری از دانشمندان مشهور در سراسر جهان روی آنها کار کرده اند و در حال کار هستند.

نظریه ریسمان

در مورد نظریه گرانش حلقه کوانتومی و نظریه ریسمان، مهم است که بدانیم این دو روش کاملاً متفاوت برای درک ساختار ماده و انرژی در جهان هستند.

نظریه ریسمان "مسیر تکامل" علم فیزیک است که تلاش می کند پویایی اعمال متقابل را نه بین ذرات نقطه ای، بلکه رشته های کوانتومی مطالعه کند. مواد این نظریه ترکیبی از ایده مکانیک جهان کوانتومی و نظریه نسبیت است. این احتمالاً به انسان کمک می کند تا نظریه ای در مورد گرانش کوانتومی آینده بسازد. دقیقاً به دلیل شکل موضوع مطالعه است که این نظریه سعی می کند پایه های جهان را به روشی متفاوت توصیف کند.

برخلاف نظریه گرانش حلقه کوانتومی، نظریه ریسمان و پایه‌های آن مبتنی بر داده‌های فرضی است، که نشان می‌دهد هر ذره بنیادی و تمام فعل و انفعالات آن با ماهیت بنیادی نتیجه ارتعاشات رشته‌های کوانتومی است. این "عناصر" کیهان دارای ابعاد مافوق میکروسکوپی هستند و در مقیاس های مرتبه ای از طول پلانک 10

-35 ^{m هستند.}

داده های این نظریه از نظر ریاضی کاملاً دقیق معنادار هستند، اما هنوز نتوانسته است تأیید واقعی در زمینه آزمایشات پیدا کند. نظریه ریسمان با چندجهانی همراه است، که تفسیر اطلاعات در تعداد بی نهایت جهان با انواع و اشکال مختلف توسعه مطلق همه چیز است.

اساس

گرانش کوانتومی حلقه یا نظریه ریسمان؟ این یک سؤال نسبتاً مهم است که دشوار است، اما نیاز به درک دارد. این امر به ویژه برای فیزیکدانان مهم است. برای درک بهتر نظریه ریسمان، دانستن چند نکته مهم است.

نظریه ریسمان می تواند توصیفی از گذار و همه ویژگی های هر ذره بنیادی را به ما ارائه دهد، اما این تنها در صورتی امکان پذیر است که بتوانیم رشته ها را به حوزه کم انرژی فیزیک نیز تعمیم دهیم. در چنین حالتی، همه این ذرات به شکل محدودیت هایی در طیف تحریک در یک عدسی تک بعدی غیر محلی، که تعداد بی نهایت وجود دارد، به خود می گیرند. بعد مشخصه رشته ها یک مقدار بسیار کوچک است (حدود 10^-33 m). با توجه به این، فرد قادر به مشاهده آنها در طول آزمایش نیست. مشابه این پدیده ارتعاش زهی آلات موسیقی است. داده های طیفی که یک رشته را "شکل می دهد" ممکن است فقط برای یک فرکانس خاص امکان پذیر باشد. با افزایش فرکانس، انرژی (انباشته شده از ارتعاشات) نیز افزایش می یابد. اگر فرمول E=mc² را برای این عبارت اعمال کنیم، آنگاه می‌توانیم توصیفی از ماده تشکیل دهنده جهان ایجاد کنیم. این تئوری فرض می کند که ابعاد جرم ذرات که خود را به عنوان نشان می دهندرشته های ارتعاشی در دنیای واقعی مشاهده می شوند.

فیزیک ریسمان مسئله ابعاد فضا-زمان را باز می گذارد. عدم وجود ابعاد فضایی اضافی در دنیای ماکروسکوپی به دو صورت توضیح داده شده است:

1. فشرده‌سازی ابعاد، که به اندازه‌هایی پیچیده می‌شوند که در آن به ترتیب طول پلانک مطابقت دارند؛
2. محلی شدن کل تعداد ذرات که یک جهان چند بعدی را تشکیل می دهند روی یک "ورقه جهان" چهار بعدی که به عنوان یک جهان چندگانه توصیف می شود.

Quantization

این مقاله مفهوم نظریه گرانش کوانتومی حلقه ای را برای آدمک ها مورد بحث قرار می دهد. درک این موضوع در سطح ریاضی بسیار دشوار است. در اینجا ما یک نمایش کلی را بر اساس رویکرد توصیفی در نظر می گیریم. علاوه بر این، در رابطه با دو نظریه "متضاد".

برای درک بهتر نظریه ریسمان، دانستن در مورد وجود رویکرد کوانتیزاسیون اولیه و ثانویه نیز مهم است.

کوانتیزاسیون دوم بر اساس مفاهیم یک میدان رشته ای است، یعنی تابعی برای فضای حلقه ها، که شبیه به نظریه میدان کوانتومی است. فرمالیسم های رویکرد اولیه، از طریق تکنیک های ریاضی، توصیفی از حرکت رشته های آزمایشی در میدان های بیرونی آنها ایجاد می کند. این امر تأثیر منفی بر تعامل بین رشته ها نمی گذارد و همچنین شامل پدیده پوسیدگی و یکسان شدن سیم می شود. رویکرد اولیه پیوند بین نظریه‌های ریسمان و ادعاهای نظریه میدان مرسوم استسطح جهان.

Supersymmetry

مهم ترین و واجب ترین و همچنین واقع گرایانه ترین «عنصر» نظریه ریسمان، ابرتقارن است. مجموعه کلی ذرات و فعل و انفعالات بین آنها، که در انرژی های نسبتاً کم مشاهده می شوند، قادرند اجزای ساختاری مدل استاندارد را تقریباً به هر شکلی بازتولید کنند. بسیاری از ویژگی‌های مدل استاندارد از نظر تئوری ابر ریسمان توضیحات ظریفی به دست می‌آورند، که این نیز استدلال مهمی برای این نظریه است. با این حال، هنوز اصولی وجود ندارد که بتواند این یا آن محدودیت نظریه‌های ریسمان را توضیح دهد. این فرضیه ها باید امکان به دست آوردن شکلی از جهان مشابه مدل استاندارد را فراهم کنند.

خواص

مهم ترین ویژگی های نظریه ریسمان عبارتند از:

1. اصولی که ساختار کیهان را تعیین می کند گرانش و مکانیک جهان کوانتومی است. آنها اجزایی هستند که هنگام ایجاد یک نظریه کلی نمی توان آنها را از هم جدا کرد. نظریه ریسمان این فرض را اجرا می کند.
2. مطالعات بسیاری از مفاهیم توسعه یافته قرن بیستم، که به ما امکان می دهد ساختار بنیادی جهان را با همه اصول عملکرد و تبیین فراوان آنها درک کنیم، ترکیب شده و از نظریه ریسمان نشات می گیرد.
3. نظریه ریسمان پارامترهای آزاد ندارد که باید برای اطمینان از توافق تنظیم شوند، همانطور که برای مثال در مدل استاندارد لازم است.

در نتیجه

به زبان ساده، گرانش حلقه کوانتومی یکی از راه‌های درک واقعیت است کهسعی می کند ساختار بنیادی جهان را در سطح ذرات بنیادی توصیف کند. این به شما امکان می دهد بسیاری از مسائل فیزیک را که بر سازمان ماده تأثیر می گذارد حل کنید و همچنین به یکی از نظریه های پیشرو در جهان تعلق دارد. مخالف اصلی آن تئوری ریسمان است که با توجه به گزاره های واقعی زیاد نظریه دوم کاملاً منطقی است. هر دو نظریه تأیید خود را در زمینه‌های مختلف تحقیقات ذرات بنیادی می‌یابند و تلاش‌ها برای ترکیب «جهان کوانتومی» و گرانش تا به امروز ادامه دارد.