Superstringteori: På vej mod en vej ud af krisen • Igor Ivanov • Videnskabsnyheder om "Elements" • Fysik

Superstringteori: På vej mod en vej ud af krisen

Delvist sammenbrudte flerdimensionale rum er nøgleelementer i den moderne teori om kvantegravitation (billede fra urss.ru)

Superstringteori – det vigtigste håb for "teorien om alt" – er i krise. Det lader til, at hun kan beskrive enhver form for verden, og derfor kan ikke forudsige noget. Mange teoretikere har nu travlt med at lede efter en vej ud af dødsstedet.

Teoretisk fysik, der studerer verdens dybere struktur, bliver mere og mere matematisk videnskab. I værker om kvantegravitation – et af de mest aktive områder af disse studier – studeres symmetrierne i forskellige multidimensionale strukturer i stedet for egenskabernes egenskaber. Hvorfor har fysikerne så meget at bryde væk fra omverdenen og komme ind i denne matematiske jungle? Hvad er meningen med denne forskning?

Til dels gentager denne situation forsøgene fra det nittende århundrede forskere til at forstå mønstrene i materiens struktur. På det tidspunkt blev det opdaget, at hele vifte af fysiske og kemiske egenskaber skulle opnås ud fra de grundlæggende egenskaber ved et lille antal kemiske elementer, men i lang tid var det ikke muligt at fange for denne grundlæggende lov.Forskere havde en opgave: at have et sæt foran deres øjne makroskopisk egenskaber af stoffer forsøger at gætte mikroskopisk grader af frihed, hvorfra materiens egenskaber ville blive dannet. På det tidspunkt talte ingen om symmetrier, men det var faktisk forskere, der rent faktisk var involveret i søgen efter sådanne symmetriske strukturer. En sådan struktur var også grundlaget for den periodiske lov, der blev fundet af Mendeleev, som flere årtier senere blev forklaret fuldt ud af kvantefysikken.

Nu er fysikere, der er involveret i strengteori, på udkig efter nøjagtig samme regelmæssighed, men allerede i enheden af ​​elementære partikler, deres interaktioner og også selve rumtiden. Alle slags strenge, komplekse multidimensionale rum og andre geometriske objekter introduceres kun for at finde det dybere niveau af vores verden på ultrakorte afstande, hvorfra de grundlæggende makroskopiske egenskaber i universet ville følge. På samme måde som i midten af ​​1800-tallet syntes atomhypotesen at være den mest succesfulde for at forklare stoffers egenskaber. Nu synes hypotesen om superstrengspartikler at være den mest "økonomiske" matematiske teori til at beskrive partiklernes egenskaber, deres interaktioner og rumtiden.(Detaljer om teorien om superstrings kan findes i den russiske version af den officielle hjemmeside for strengteori.)

Der er imidlertid en meget vigtig forskel mellem udviklingen af ​​atomteorien om materiens struktur og moderne forskning på superstrings. Atomernes egenskaber på den mest direkte måde påvirker stoffernes egenskaber. For eksempel, hvis den periodiske lov var lidt anderledes, ville det straks føre til et helt andet sæt kemiske egenskaber af stoffer. I teorien om superstrings er der ingen sådan direkte forbindelse: flere teorier, der adskiller sig på ultra kort afstande, kan føre til samme makroskopiske verden. Dette er ubelejligt, da det er svært at kontrollere, hvilken teori der er mere egnet til at beskrive verden, men det er ikke så slemt. Det viser sig selv samme superstrengsteori med et andet sæt parameterværdier kan føre til de mest forskellige makroskopiske "verdener".

Der er en meget ubehagelig situation (i superstringers slang blev det kaldt "landskabsproblem"): Følelsen af, at uanset vores makroskopiske verden, vil der altid være beskrivelse af parametrene i superstringsteorien.Under trussel er en af ​​de vigtigste egenskaber ved den videnskabelige teori – dens falsifikationismeog følgelig evnen til specifikke forudsigelser.

I løbet af det sidste år eller to er situationen blevet så spændt, at der på konferencen 2005 fra 2005 blev opfordret til revision af hele superstringsforskningsprogrammet. Denne revision blev hovedmotivet for nogle friske artikler.

I en nylig artikel, hep-th / 0509157 med titlen "25 spørgsmål til superstringere", blev der forsøgt at afsløre disse forskningsretninger inden for superstrings teorien, der ville bringe den tættere på "virkeligheden", det vil sige forbinde det med de observerbare egenskaber i den makroskopiske verden. .

I et andet arbejde, hep-th / 0509212, siges det, at med den forudsigelige evne til superstrings teorien er alt ikke så slemt som skeptikere siger. Ja, forfatteren er enig i, at antallet af muligheder for opbygningen af ​​vores verden, som kan strømme fra samme teori, er rigtig god. Det er dog mistænkt, at antallet af muligheder ikke flyder ingen af ​​superstringsteorierne, endnu mere. Forfatteren opfordrer teoretikere til at søge og klassificere bare sådanne muligheder.Hvis denne mistanke er bekræftet (og for dette vil det være nødvendigt at bevise flere matematiske sætninger), så vil situationen blive lidt bedre: superstringsteorien bliver i det mindste delvis forfalskelig.

Vi skal også bemærke kommentarerne til denne artikel, som dukkede op i Lubos Motls blogs, og arbejder også i strengteori og matematikeren Peter Vojt, der er kendt for hans yderst negative holdning til alle superstrengende aktiviteter.

Hvorvidt der er en vej ud af krisen i superstringsteori, bør vise den nærmeste fremtid. Jeg vil imidlertid gerne understrege, at sådanne kriser allerede er sket i teoretisk fysik i det 20. århundrede. Det tog for eksempel næsten 20 år at løse problemet med forskelle i kvantteori på en matematisk korrekt måde, hvilket resulterede i en renormaliseringsteori – et nyt matematisk sprog til løsning af fysiske problemer. Det er muligt, at en ny, endnu ukendt matematisk tilgang i vores tilfælde vil være i stand til at løse problemet.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: