نظریه ریسمان

🔳 مروری بر نظریه ریسمان

🔷 در اواسط دهه ی ۱۹۸۰، نظریه ای به عنوان نامزد نظریه گرانش کوانتومی ارائه شد.این نظریه مبتنی بر یک ایده ی ریاضی به نام ابرتقارن بود. این نظریه ، نظریه ریسمان نامیده شد. ابر تقارن رابطه ای را بین دو نوع عمومی ذرات بنیادی در مدل استاندارد پیشنهاد می کند: ذرات ماده، یا فرمیون ها ( کوارک ها و الکترون ها و...) و ذرات حامل نیرو، یا بوزون ها ( فوتون، گلوئون ها و بوزون ها ی w,z)

🔷 ایده اساسی نظریه ی ابرتقارن (یا ابر ریسمان) آن است که یک راه برای وحدت همه ی نیرو ها، افزودن ابعاد بیشتر به فضا ، افزون بر سه بعدی است که از آن آگاه هستیم . سابقه ی این ایده به کارهای فیزیکدان نظری لهستانی تئودور کالوزا باز می گردد ،که درست پس از پایان جنگ جهانی اول، متوجه شد که اگر معادلات میدان نسبیت عام اینشتین را به جای چهار بعد، در فضا زمان پنج بعدی حل کند ، آنگاه الکترومغناطیس به صورت ارتعاشات این بعد پنجم غیرقابل مشاهده از معادلات ریاضی بیرون می آید.کالوزا کارهایش را به اینشتین نشان داد و او در ابتدا از آن خوشش آمد.


🔷 به نظر می رسید که همان کاری را که اینشتین برای گرانش انجام داده بود،برای الکترومغناطیس انجام می دهد: توصیف بنیادی آن را از یک نیروی فیزیکی به هندسه خالص تغییر می دهد. چند سال پس از ایده اولیه کالوزا ، فیزیکدان سوئدی اسکار کلاینت پیشنهاد کرد که علت پنهان بودن بعد پنجم آن است که این بعد روی خودش پیچ خورده است،و ازاین رو ،کوچک تر آن است که آشکارسازی شود. یک تشبیه برای فهم این مطلب وجود دارد

🔷 یک شیلنگ را تصور کنید ، که مانند یک خط یک بعدی به نظر می رسد ،ولی اگر زوم کنید،مشاهده خواهید کرد که در حقیقت یک سطح دو بعدی است که دور خود پیچیده شدهخو به صورت یک استوانه درآمده است.بعد فضایی دوم( جهت مدور به دور شیلنگ) چنان کوچک است که از دور دیده نمی شود. کلاین پیشنهاد کرد که بعد فضایی پنجم کالوزا نیز به همین صورت است، یعنی به صورت دایره ای به اندازه ی یک میلیاردم یک تریلیونم یک اتم حلقه شده است.

🔷 در ادامه با فهم و درک بیشتر ابعاد بالاتر در نظریه ابر ریسمان ، حالا به حتی یک بعد فضایی پنهان ،به شش بعد نیاز داشتیم که همگی به صورت یک گلوله ی شش بعدی نادیدنی پیچ خورده بودند. به این ترتیب نظریه ابر ریسمان بیان می کند که ما ده بعد داریم: چهار تا که ابعاد فضا زمان هستند و آنها را تجربه می کنیم ،به اضافه شش بعد پنهان

🔷 نظریه ریسمان یا خواص ماده درون فضا زمان بر اساس مکانیک کوانتومی شروع می شود.ایده ی محوری آن این است که تمام ذرات بنیادین نقطه مانند در حقیقت ریسمان های ریزی هستند که در ابعاد پنهان ،ارتعاش می کنند.این ریسمان ها بسیار کوچک تر از مقیاس های کنونی بررسی شده در فیزیک ذرات هستند و بنابراین آنها را فقط به صورت ذرات نقطه ای تجربه می کنیم.مشکلی که در دهه ۱۹۹۰ بروز کرد ،این بود که به نظر می رسید پنج گونه متفاوت نظریه ی ریسمان داریم ، و کسی نمی دانست که کدام یک از آنها درست است.بنابر این یک چارچوب جدید و حتی بزرگتر پیشنهاد شد که همه ی پنج گونه را تحت یک چتر متحد می کرد. این چارچوب نظریه M ، نامیده می شود ، و یک نظریه ابر تقارنی با یازده بعد،به جای ده بعد ،است


🔷 آیا نظریه M ، سرانجام « نظریه همه چیز» است؟ متاسفانه ،هنوز نمی دانیم. یک نظریه رقیب قدرتمند نیز به نام گرانش کوانتومی حلقوی نیز وجود دارد ،که امروزه خیلی بیشتر مورد توجه است