Graviteti kuantik i lakut - çfarë është? Është kjo pyetje që do të shqyrtojmë në këtë artikull. Fillimisht do të përcaktojmë karakteristikat dhe informacionin faktik të saj dhe më pas do të njihemi me kundërshtarin e saj - teorinë e fijeve, të cilën do ta konsiderojmë në një formë të përgjithshme për të kuptuar dhe ndërlidhur me gravitetin kuantik të ciklit.
Hyrje
Një nga teoritë që përshkruan gravitetin kuantik është një grup të dhënash mbi gravitetin e lakut në nivelin kuantik të organizimit të Universit. Këto teori bazohen në konceptin e diskretitetit të kohës dhe hapësirës në shkallën Planck. Lejon të realizohet hipoteza e një universi pulsues.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli dhe A. Ashtekar janë themeluesit e teorisë së gravitetit kuantik të ciklit. Fillimi i formimit të tij bie në vitet '80. shekulli XX. Në përputhje me thëniet e kësaj teorie, "burimet" - koha dhe hapësira - janë sisteme të fragmenteve diskrete. Ato përshkruhen si qeliza të madhësisë së kuanteve, të cilat mbahen së bashku në një mënyrë të veçantë. Megjithatë, duke arritur përmasa të mëdha, ne vërejmë një zbutje të hapësirë-kohës dhe kjo na duket e vazhdueshme.
Graviteti i lakut dhe grimcat e universit
Një nga "karakteristikat" më të habitshme të teorisë së gravitetit kuantik të ciklit është aftësia e saj natyrore për të zgjidhur disa probleme në fizikë. Kjo ju lejon të shpjegoni shumë çështje që lidhen me Modelin Standard të fizikës së grimcave.
Në vitin 2005, u botua një artikull nga S. Bilson-Thompson, i cili propozoi në të një model me një Rishon Harari të transformuar, i cili mori formën e një objekti fjongo të zgjatur. Kjo e fundit quhet fjongo. Potenciali i vlerësuar sugjeron se mund të shpjegojë arsyen e organizimit të pavarur të të gjithë nënkomponentëve. Në fund të fundit, është ky fenomen që shkakton ngarkesën e ngjyrave. Modeli i mëparshëm preon në vetvete i konsideronte grimcat pika si elementin bazë. Ngarkesa e ngjyrave ishte postuluar. Ky model bën të mundur përshkrimin e ngarkesave elektrike si një entitet topologjik, i cili mund të lindë në rastin e përdredhjes së shiritit.
Artikulli i dytë i këtyre bashkëautorëve, i botuar në vitin 2006, është një vepër në të cilën kanë marrë pjesë edhe L. Smolin dhe F. Markopolu. Shkencëtarët kanë parashtruar supozimin se të gjitha teoritë e gravitetit të lakut kuantik, të përfshira në klasën e lakut, thonë se në to hapësira dhe koha janë gjendje të ngacmuara nga kuantizimi. Këto gjendje mund të luajnë rolin e preonëve, të cilët çojnë në shfaqjen e modelit të njohur standard. Ajo, nga ana tjetër, shkaktonshfaqja e vetive të teorisë.
Katër shkencëtarët sugjeruan gjithashtu se teoria e gravitetit të lakut kuantik është në gjendje të riprodhojë Modelin Standard. Ai ndërlidh katër forcat themelore në mënyrë automatike. Në këtë formë, nën konceptin "brad" (hapësirë-kohë fibroze e ndërthurur), këtu nënkuptohet koncepti i preonëve. Është truri që bën të mundur rikrijimin e modelit të saktë nga përfaqësuesit e "gjeneratës së parë" të grimcave, i cili bazohet në fermione (kuarke dhe leptone) me mënyra kryesisht korrekte për të rikrijuar ngarkesën dhe barazinë e vetë fermioneve.
Bilson-Thompson sugjeroi që fermionet nga "seritë" themelore të brezit të dytë dhe të tretë mund të përfaqësohen si të njëjtat brada, por me një strukturë më komplekse. Fermionet e gjeneratës së parë përfaqësohen këtu nga truri më i thjeshtë. Sidoqoftë, është e rëndësishme të dini këtu se ende nuk janë paraqitur ide specifike në lidhje me kompleksitetin e pajisjes së tyre. Besohet se ngarkesat e llojeve të ngjyrave dhe elektrike, si dhe "statusi" i barazisë së grimcave në gjeneratën e parë, formohen saktësisht në të njëjtën mënyrë si në të tjerët. Pasi u zbuluan këto grimca, u bënë shumë eksperimente për të krijuar efekte mbi to nga luhatjet kuantike. Rezultatet përfundimtare të eksperimenteve treguan se këto grimca janë të qëndrueshme dhe nuk prishen.
Struktura e shiritit
Meqenëse ne po shqyrtojmë informacione rreth teorive këtu pa përdorur llogaritjet, mund të themi se ky është graviteti kuantik i ciklit "përçajnikët." Dhe ajo nuk mund të bëjë pa përshkruar strukturat e shiritit.
Entitetet në të cilat materia përfaqësohet nga e njëjta "send" si hapësira-koha janë një paraqitje e përgjithshme përshkruese e modelit që Bilson-Thompson na paraqiti. Këto entitete janë strukturat shiritore të karakteristikës së dhënë përshkruese. Ky model na tregon se si prodhohen fermionet dhe si formohen bozonet. Megjithatë, ai nuk i përgjigjet pyetjes se si mund të merret bozoni Higgs duke përdorur markën.
L. Freidel, J. Kovalsky-Glikman dhe A. Starodubtsev në vitin 2006 në një artikull sugjeruan se linjat Wilson të fushave gravitacionale mund të përshkruajnë grimcat elementare. Kjo nënkupton që vetitë e zotëruara nga grimcat janë në gjendje të korrespondojnë me parametrat cilësorë të sytheve Wilson. Këto të fundit, nga ana tjetër, janë objekti bazë i gravitetit kuantik të ciklit. Këto studime dhe llogaritje konsiderohen gjithashtu si një bazë shtesë për mbështetjen teorike që përshkruan modelet Bilson-Thompson.
Përdorimi i formalizmit të modelit spin foam, i cili lidhet drejtpërdrejt me teorinë e studiuar dhe analizuar në këtë artikull (T. P. K. G.), si dhe duke u bazuar në serinë fillestare të parimeve të kësaj teorie të gravitetit të lakut kuantik, bën që është e mundur të riprodhohen disa pjesë të Modelit Standard që nuk mund të merreshin më parë. Këto ishin grimca fotonesh, gjithashtu gluone dhe gravitone.
Kaedhe modeli gelon, në të cilin brads nuk merren parasysh për shkak të mungesës së tyre si të tillë. Por vetë modeli nuk jep një mundësi të saktë për të mohuar ekzistencën e tyre. Avantazhi i tij është se ne mund ta përshkruajmë bozonin Higgs si një lloj sistemi të përbërë. Kjo shpjegohet me praninë e strukturave të brendshme më komplekse në grimcat me një vlerë të madhe në masë. Duke pasur parasysh përdredhjen e brads, ne mund të supozojmë se kjo strukturë mund të jetë e lidhur me mekanizmin e krijimit të masës. Për shembull, forma e modelit Bilson-Thompson, i cili përshkruan fotonin si një grimcë me masë zero, korrespondon me gjendjen brad jo të përdredhur.
Të kuptuarit e qasjes Bilson-Thompson
Në leksionet mbi gravitetin e lakut kuantik, kur përshkruhet mënyra më e mirë për të kuptuar modelin Bilson-Thompson, përmendet se ky përshkrim i modelit preon të grimcave elementare lejon që elektronet të karakterizohen si funksione të natyrës valore. Çështja është se numri i përgjithshëm i gjendjeve kuantike të zotëruara nga shkumat spin me faza koherente mund të përshkruhet gjithashtu duke përdorur termat e funksionit valor. Aktualisht, është duke u zhvilluar një punë aktive që synon unifikimin e teorisë së grimcave elementare dhe T. P. K. G.
Ndër librat mbi gravitetin kuantik të ciklit, mund të gjeni shumë informacione, për shembull, në veprat e O. Feirin për paradokset e botës kuantike. Ndër veprat e tjera, ia vlen t'i kushtohet vëmendje artikujve të Lee Smolin.
Probleme
Artikulli, në një version të modifikuar nga Bilson-Thompson, pranon sespektri i masës së grimcave është një problem i pazgjidhur që modeli i tij nuk mund ta përshkruajë. Gjithashtu, ajo nuk zgjidh çështje që lidhen me rrotullimet, përzierjen e Cabibbo. Kërkon një lidhje me një teori më themelore. Versionet e mëvonshme të artikullit përdorin përshkrimin e dinamikës së brads duke përdorur tranzicionin Pachner.
Ka një konfrontim të vazhdueshëm në botën e fizikës: teoria e fijeve kundrejt teorisë së gravitetit kuantik të ciklit. Këto janë dy vepra themelore mbi të cilat kanë punuar dhe po punojnë shumë shkencëtarë të famshëm në mbarë botën.
Teoria e fijeve
Duke folur për teorinë e gravitetit të lakut kuantik dhe teorisë së fijeve, është e rëndësishme të kuptohet se këto janë dy mënyra krejtësisht të ndryshme për të kuptuar strukturën e materies dhe energjisë në Univers.
Teoria e fijeve është "rruga e evolucionit" e shkencës fizike, e cila përpiqet të studiojë dinamikën e veprimeve të ndërsjella jo midis grimcave pika, por vargjeve kuantike. Materiali i teorisë kombinon idenë e mekanikës së botës kuantike dhe teorinë e relativitetit. Kjo ka të ngjarë të ndihmojë njeriun të ndërtojë një teori të ardhshme të gravitetit kuantik. Është pikërisht për shkak të formës së objektit të studimit që kjo teori përpiqet të përshkruajë themelet e universit në një mënyrë tjetër.
Ndryshe nga teoria e gravitetit të lakut kuantik, teoria e fijeve dhe themelet e saj bazohen në të dhëna hipotetike, duke sugjeruar se çdo grimcë elementare dhe të gjitha ndërveprimet e saj të një natyre themelore janë rezultat i dridhjeve të vargjeve kuantike. Këto "elemente" të Universit kanë përmasa ultramikroskopike dhe në shkallët e rendit të gjatësisë së Plankut janë 10-35 m.
Të dhënat e kësaj teorie janë matematikisht kuptimplote mjaft të sakta, por ende nuk ka mundur të gjejë konfirmimin aktual në fushën e eksperimenteve. Teoria e fijeve lidhet me multiverset, të cilët janë interpretimi i informacionit në një numër të pafund botësh me lloje dhe forma të ndryshme të zhvillimit të absolutisht çdo gjëje.
Bazë
Graviteti kuantik i lakut apo teoria e fijeve? Kjo është një pyetje mjaft e rëndësishme, e cila është e vështirë, por duhet kuptuar. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për fizikantët. Për të kuptuar më mirë teorinë e fijeve, është e rëndësishme të dini disa gjëra.
Teoria e fijeve mund të na ofrojë një përshkrim të tranzicionit dhe të gjitha veçorive të secilës grimcë themelore, por kjo është e mundur vetëm nëse mund të ekstrapolojmë vargjet në fushën me energji të ulët të fizikës. Në një rast të tillë, të gjitha këto grimca do të merrnin formën e kufizimeve në spektrin e ngacmimit në një lente njëdimensionale jo-lokale, nga të cilat ka një numër të pafund. Dimensioni karakteristik i vargjeve është një vlerë jashtëzakonisht e vogël (rreth 10-33 m). Duke pasur parasysh këtë, një person nuk është në gjendje t'i vëzhgojë ato gjatë eksperimenteve. Një analog i këtij fenomeni është dridhja e telit të instrumenteve muzikore. Të dhënat spektrale që "formojnë" një varg mund të jenë të mundshme vetëm për një frekuencë të caktuar. Me rritjen e frekuencës, rritet edhe energjia (e akumuluar nga dridhjet). Nëse zbatojmë formulën E=mc2 për këtë deklaratë, atëherë mund të krijojmë një përshkrim të materies që përbën Universin. Teoria postulon se dimensionet e masës së grimcave që manifestohen sivargjet vibruese vërehen në botën reale.
Fizika e fijeve e lë të hapur çështjen e dimensioneve të hapësirë-kohës. Mungesa e dimensioneve hapësinore shtesë në botën makroskopike shpjegohet në dy mënyra:
- Kompaktimi i dimensioneve, të cilat janë të përdredhura në madhësi në të cilat ato do të korrespondojnë me rendin e gjatësisë së Planck;
- Lokalizimi i të gjithë numrit të grimcave që formojnë një Univers shumëdimensional në një "fletë të Botës" katërdimensionale, e cila përshkruhet si një multivers.
Quantizimi
Ky artikull diskuton konceptin e teorisë së gravitetit kuantik të ciklit për dummies. Kjo temë është jashtëzakonisht e vështirë për t'u kuptuar në nivelin matematik. Këtu kemi parasysh një paraqitje të përgjithshme të bazuar në një qasje përshkruese. Për më tepër, në lidhje me dy teori "të kundërta".
Për të kuptuar më mirë teorinë e fijeve, është gjithashtu e rëndësishme të dimë për ekzistencën e qasjes së kuantizimit parësor dhe dytësor.
Kuantizimi i dytë bazohet në konceptet e një fushe vargu, përkatësisht funksionale për hapësirën e sytheve, e cila është e ngjashme me teorinë kuantike të fushës. Formalizmat e qasjes parësore, nëpërmjet teknikave matematikore, krijojnë një përshkrim të lëvizjes së vargjeve testuese në fushat e tyre të jashtme. Kjo nuk ndikon negativisht në ndërveprimin midis vargjeve, dhe gjithashtu përfshin fenomenin e prishjes dhe bashkimit të vargut. Qasja kryesore është lidhja midis teorive të vargjeve dhe pretendimeve konvencionale të teorisë së fushëssipërfaqja botërore.
Supersimetri
Elementi më i rëndësishëm dhe i detyrueshëm, si dhe më realist i teorisë së fijeve është supersimetria. Grupi i përgjithshëm i grimcave dhe ndërveprimet ndërmjet tyre, të cilat vërehen me energji relativisht të ulëta, është në gjendje të riprodhojë përbërësin strukturor të Modelit Standard pothuajse në të gjitha format. Shumë veti të Modelit Standard marrin shpjegime elegante për sa i përket teorisë së superstringut, e cila është gjithashtu një argument i rëndësishëm për teorinë. Megjithatë, nuk ka ende parime që mund të shpjegojnë këtë apo atë kufizim të teorive të fijeve. Këto postulate duhet të bëjnë të mundur marrjen e një forme të botës të ngjashme me modelin standard.
Properties
Vetitë më të rëndësishme të teorisë së fijeve janë:
- Parimet që përcaktojnë strukturën e Universit janë graviteti dhe mekanika e botës kuantike. Ato janë komponentë që nuk mund të ndahen kur krijohet një teori e përgjithshme. Teoria e fijeve zbaton këtë supozim.
- Studimet e shumë koncepteve të zhvilluara të shekullit të njëzetë, të cilat na lejojnë të kuptojmë strukturën themelore të botës, me të gjitha parimet e tyre të shumta të funksionimit dhe shpjegimit, janë të kombinuara dhe burojnë nga teoria e fijeve.
- Teoria e vargjeve nuk ka parametra të lirë që duhet të rregullohen për të siguruar marrëveshje, siç kërkohet në Modelin Standard, për shembull.
Në përfundim
Me fjalë të thjeshta, graviteti i lakut kuantik është një mënyrë për të perceptuar realitetin qëpërpiqet të përshkruajë strukturën themelore të botës në nivelin e grimcave elementare. Ju lejon të zgjidhni shumë probleme të fizikës që ndikojnë në organizimin e materies, dhe gjithashtu i përket një prej teorive kryesore në botë. Kundërshtari kryesor i saj është teoria e fijeve, e cila është mjaft e logjikshme, duke pasur parasysh deklaratat e shumta të vërteta të kësaj të fundit. Të dyja teoritë gjejnë konfirmimin e tyre në fusha të ndryshme të kërkimit të grimcave elementare dhe përpjekjet për të kombinuar "botën kuantike" dhe gravitetin vazhdojnë edhe sot e kësaj dite.
