Çfarë është Teoria M?

Teoria M

Teoria M është emri që i është dhënë teorisë ende të pazbuluar të gjithçkaje, e cila synon të bashkojë pesë teoritë e supervargjeve dhe supergravitetin në një teori të vetme me 11 dimensione.

Për ta kuptuar plotësisht këtë teori nevojiten mjete matematikore që ende nuk janë shpikur. Teoria u propozua nga fizikani Edward Witten.

Artikulli i mëposhtëm është disi teknik. Për një shpjegim më të thjeshtë, mund të lexohet versioni "Teoria M e thjeshtuar".

Marrëdhënia e Teorisë M me teoritë e supervargjeve dhe supergravitetin është se, në mjedise të ndryshme gjeometrike, ajo lidhet me teoritë e ndryshme të supervargjeve. Këto versione lidhen mes tyre përmes parimit të dualitetit. Dy teori fizike konsiderohen duale nëse, pas një transformimi të caktuar matematikor, përshkruajnë të njëjtën fizikë.

Llojet

Teoritë Type IIA dhe Type IIB lidhen mes tyre përmes dualitetit T, ashtu si edhe dy teoritë Heterotike.

Ndërkohë, teoria Type I dhe Heterotike SO(32) lidhen përmes dualitetit S. Edhe Type IIB është duale me vetveten sipas këtij parimi.

Teoritë e tipit II kanë dy supersimetri në kuptimin dhjetëdimensional, ndërsa teoritë e tjera kanë vetëm një.

Teoria Type I është e veçantë sepse bazohet në vargje të hapura dhe të mbyllura pa orientim.

Katër teoritë e tjera bazohen vetëm në vargje të mbyllura me orientim.

Teoria IIA është gjithashtu e veçantë sepse nuk është kirale, pra ruan simetrinë e paritetit.

Katër teoritë e tjera janë kirale, që do të thotë se nuk e ruajnë këtë simetri.

Në secilin prej këtyre rasteve ekziston një dimension i njëmbëdhjetë, i cili bëhet i madh kur bashkëveprimi është shumë i fortë. Në rastin e teorisë IIA, ky dimension ka formën e një rrethi. Në teorinë HE, ai është një segment i drejtë, duke bërë që hapësirë-koha 11-dimensionale të ketë dy kufij dhjetëdimensionalë.

Kur bashkëveprimi bëhet shumë i fortë, të dyja teoritë çojnë në një hapësirë-kohë me 11 dimensione. Ky përshkrim quhet Teoria M.

Historia e një vargu në hapësirë-kohë mund të përshkruhet matematikisht me funksione që tregojnë se si koordinatat dydimensionale të sipërfaqes së vargut lidhen me koordinatat e hapësirë-kohës.

Një interpretim i kësaj është se dimensioni i njëmbëdhjetë ka ekzistuar gjithmonë, por ka qenë i padukshëm, sepse madhësia e tij është në përpjesëtim me konstanten e bashkëveprimit të vargut, ndërsa teoria tradicionale e supervargjeve supozon se kjo madhësi është pothuajse zero.

Një interpretim tjetër thotë se vetë dimensioni mund të mos jetë një koncept themelor i Teorisë M.

Karakteristikat e Teorisë M

Teoria M përfshin shumë më tepër sesa vetëm vargje. Ajo përfshin edhe objekte me dimensione më të ulëta dhe më të larta.

Këto objekte quhen p-brana, ku shkronja p tregon numrin e dimensioneve të tyre. Për shembull, një 1-branë është një varg, ndërsa një 2-branë është një membranë.

Objektet me dimensione më të larta kanë ekzistuar gjithmonë në teorinë e supervargjeve, por nuk mund të studioheshin përpara Revolucionit të Dytë të Supervargjeve, për shkak të natyrës së tyre joperturbative.

Njohuritë mbi vetitë joperturbative të p-branave vijnë kryesisht nga një klasë e veçantë e tyre, të quajtura Dirichlet p-brana, ose Dp-brana. Ky emër lidhet me kushtet kufitare që vendosen në skajet e vargjeve të hapura në teorinë Type I.

Vargjet e hapura në teorinë Type I mund të kenë skaje që plotësojnë kushtin kufitar të Neumannit. Në këtë rast, skajet e vargut mund të lëvizin lirshëm, por nuk mund të hyjë apo të dalë impuls përmes tyre.

Dualiteti T tregon se ekzistojnë edhe vargje të hapura, pozicionet e të cilave mbeten fikse në dimensionet ku zbatohet ky transformim.

Në përgjithësi, në teoritë e tipit II mund të imagjinohen vargje të hapura me skaje të fiksuara në disa dimensione. Kjo nënkupton se ato duhet të përfundojnë mbi një sipërfaqe të caktuar.

Në pamje të parë, kjo duket sikur bie ndesh me parimin e relativitetit, por paradoksi zgjidhet duke pranuar se vargjet përfundojnë mbi një objekt dinamik me p dimensione, të quajtur Dp-branë.

Rëndësia e D-branave qëndron në faktin se ato lejojnë studimin e lëkundjeve të branës duke përdorur teorinë kuantike dydimensionale të fushës për vargjet e hapura, e cila është matematikisht më e menaxhueshme sesa teoria e vetë D-branës.

Kjo bën të mundur llogaritjen e dukurive joperturbative me metoda perturbative.

Shumë nga p-branat e zbuluara më parë rezultojnë të jenë pikërisht D-brana. Të tjerat lidhen me to përmes simetrive të dualitetit, gjë që i bën gjithashtu të studiuara matematikisht.

D-branat kanë gjetur shumë zbatime të rëndësishme. Një nga më të rëndësishmet është studimi i vrimave të zeza.

Fizikanët Andrew Strominger dhe Cumrun Vafa treguan se teknikat e D-branave mund të përdoren për të numëruar mikro-gjendjet kuantike që korrespondojnë me konfigurimet klasike të vrimave të zeza.

Rasti i parë që u studiua ishte ai i vrimave të zeza statike, me ngarkesë elektrike dhe në gjendje ekstreme, në pesë dimensione.

Strominger dhe Vafa provuan se, për vlera të mëdha të ngarkesës, entropia S = log N, ku N është numri i gjendjeve kuantike të mundshme të sistemit, përputhet me parashikimin e formulës Bekenstein-Hawking, sipas së cilës entropia është e barabartë me një të katërtën e sipërfaqes së horizontit të ngjarjeve.

Ky rezultat është zgjeruar më vonë edhe për vrimat e zeza katërdimensionale, si dhe për ato që janë pranë gjendjes ekstreme (dhe rrezatojnë siç parashikon teoria) ose që rrotullohen. Ky konsiderohet një nga përparimet më të rëndësishme në këtë fushë.

Megjithatë, ende nuk është provuar nëse vrimat e zeza shkaktojnë ndonjë shkelje të mekanikës kuantike. /Earth – Syri.net