Teoria delle stringhe: facile spiegazione ed esempi

La teoria delle stringhe è un modo per spiegare l’universo ed è una delle poche teorie che si è avvicinata a spiegare tutto.

La teoria delle stringhe è stata originariamente concepita come alternativa spiegare e descrivere forte interazione è in fisica. Aveva lo scopo, ad esempio, di spiegare Il processo di collisione tra due adroni Come la collisione di due fili che, spezzandosi, generano altri adroni. Nel 1968, il fisico italiano Gabriele Veneziano Ha trovato una formula matematica per descrivere questo processo; Queste teorie, note come doppi modelli Hanno sollevato grandi speranze per l’interpretazione dei principi dell’universo e della fisica.

Gabriele Veneziano, il creatore della teoria delle stringhe. Fonte: gciencia

Teoria delle stringhe contro cromodinamica quantistica

Pochi anni dopo emerse una teoria concorrente: Cromodinamica quantistica. Il successo degli esperimenti condotti con Acceleratori SLAC (Stanford) nel 1969 e la dimostrazione della libertà asintotica nel 1973 fecero poi prevalere la cromodinamica quantistica. Così, La maggior parte dei fisici ha abbandonato i modelli duali, Tranne pochissimi. Così, nel 1975, i fisici Joel Shirk e John Schwartz lo dimostrarono teoria delle stringhe Contiene una particella con proprietà di spin 2 e massa zero, in grado di riconoscere i gravitoni, cosa intendi con costante gravitazionale. Pertanto, le stringhe possono essere più adatte per la spiegazione interazione gravitazionale di forte interazione.

Teoria delle stringhe non coordinate

nel 1984, John Schwartz e Michelle Green ha costruito un modello coerente di teoria delle stringhe che includeva la violazione della parità e questo Non presentava anomalie spazio-temporali da 10 dimensioni. È così che l’interesse per la teoria delle stringhe è tornato alla comunità della fisica scientifica nel 1985, quando Edoardo Whitetten Ha saputo dimostrarlo Il numero di dimensioni può essere ridotto da 10 a 4 mantenendo la supersimmetria. Questo sarà fintanto che le sei dimensioni extra potranno essere compresse in uno spazio speciale chiamato Calabi-Yau. Nello stesso anno, David Gross e i suoi collaboratori scientifici riuscirono a costruire modelli che sarebbero poi stati chiamati Teorie delle stringhe non coordinate Che alla fine ci ha fatto sognare una possibilità La teoria di tutto da questo momento, L’interesse per la teoria delle stringhe ha continuato a crescere.

Inoltre, non solo ha affascinato i fisici, ma ha anche conquistato la comunità dei matematici. Inoltre, il formalismo matematico di quella che è nota come teoria delle stringhe è molto complesso ed eterogeneo, e ne offre alcuni Punti di convergenza tra i diversi rami della matematica. Questo perché le teorie appartenenti a un determinato ramo sono state confermate, ad esempio, utilizzando alcuni strumenti appartenenti a un altro ramo. Teoria quantistica dei campi Dove le particelle sono descritte da punti, nella teoria delle stringhe La particella è costituita da una catena di dimensioni molto ridotte (10-33 cm), Un tipo di filo chiuso o aperto che si muove e vibra. Se la corda vibra in un certo modo, questa sarebbe una descrizione un elettrone Se scosso in un altro modo, quark descriverà, e così via.

Cos’è esattamente la teoria delle stringhe?

Qualsiasi particella in movimento lo descrive nella teoria dei campi, tuttavia, nella teoria delle stringhe descrive una superficie bidimensionale, il tubo. In quest’ultimo caso, concetti più astratto: Infatti è su questa superficie bidimensionale, nota come superficie dell’universo, che si definiscono le entità matematiche astratte, cioè i campi che le compongono coordinate spazio-temporali. Questo numero di campi specifici in quella che è la superficie dell’universo dà dimensioni spazio-temporali. In questo senso, la supersimmetria occupa un posto privilegiato nelle teorie delle stringhe, perché facilita la stabilità della teoria e I fermioni possono essere descritti.

il Grafici di Feynman responsabili della descrizione delle interazioni che avvengono tra le particelle diventano, nel caso della teoria delle stringhe, Una rete di tubi che si intersecano. Tuttavia, nella teoria quantistica dei campi, i risultati infiniti sono dati da punti di interazione tra tre linee (chiamato vertice). nella teoria delle stringhe L’intersezione non è più un punto ma lei superficie bidimensionale E infinite quantità cessano di apparire: anche se fino ad oggi non abbiamo ancora una dimostrazione matematica.

Nella teoria delle stringhe, le particelle creano una rete di tubi.

Perché la teoria delle stringhe?

Attualmente, la teoria delle stringhe è l’unica tra tutte le teorie Tratta la gravità in modo quantistico. In linea di principio, quello che fa Standardizzazione di tutte le interazioni essenziali. Questa teoria è valida solo se lo spaziotempo ha 10 dimensioni, motivo per cui viene chiamato anomalia. Succede che la teoria classica abbia comunque una certa simmetria Quando introduciamo le leggi della meccanica quantistica, Questa simmetria non dura a meno che non vengano imposte determinate restrizioni. Quindi, possiamo dire che l’anomalia è Una simmetria classica che non può essere rispettata a livello quantico.

Rappresentazione grafica della teoria delle stringhe e dei suoi tubi caratteristici. Fonte: sciencedesofa

Cos’è esattamente un’anomalia?

Allo stesso modo, ci sono simmetrie nella teoria delle stringhe: la fisica descritta dalla teoria Non dovresti essere dipendente Come vengono scelte le coordinate sulla superficie dell’universo. Per questo si dice che la teoria Risolto per quanto riguarda la scelta delle coordinate. È così che ho incontrato la fisica più e più volte Concetto di persistenza: La teoria gravitazionale di Einstein è invariante rispetto al cambiamento delle coordinate spazio-temporali, mentre le teorie della misura sono invarianti rispetto al cambiamento di scala. Se introduciamo le leggi quantistiche nella teoria delle stringhe, La costanza della teoria rispetto ai cambiamenti nelle coordinate della superficie dell’universo è minacciata (genera un’anomalia), a meno che Le dimensioni dello spaziotempo sono 10.