- Квантовая струна
-
Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей.Теория струн Теория суперструн Теория Теория струн
Суперструны
Теория бозонных струн
М-теория
Гетеротическая струна
Полевая теория струн
Голографический принципФундаментальные понятия Квантовая струна · Брана
Пространство Калаби — Яу
Алгебра Каца-Муди
D-брана
E8 группа ЛиПохожие темы Суперсимметрия
Супергравитация
Квантовая гравитацияИзвестные учёные Грин · Гросс · Каку · Малдасена · Поляков · Шварц · Сасскинд · Венециано · Виттен См. также: Портал:Физика Ква́нтовая струна́ (англ. string) — в теории струн бесконечно тонкие одномерные объекты длиной в 10−35 м[1], колебания которых производит всё многообразие элементарных частиц. Характер колебаний струны задаёт свойства материи, такие как электрический заряд и масса.
Содержание
Определения
Квантовая струна может быть определена несколькими равнозначными способами:
- Координатное определение: пространственная кривая общего положения, с каждой точкой которой связан квантовый гармонический осциллятор. С точки зрения динамики при движении заметает двумерную поверхность общего вида.
- Алгебро-геометрическое определение: алгебраическая кривая общего вида, с допустимыми на ней математическими структурами.
- Теоретико-полевое определение: мультилокальный квантовый функционал Φ=Φ({X(σ)}), являющийся функцией каждой точки струны, который в гильбертовом пространстве струнных возбуждений является суперпозицией всех возможных конфигураций струн.
- Геометрически-полевое определение: непараметризованная точка общего положения в пространстве всех физических конфигураций струн, то есть не зависящих от системы координат (пространство петель).
Типы струн
Существуют струны у которых есть концы, их называют открытыми, и у которых концов нет, их называют замкнутыми.
В случае, если Φ зависит только от бозонных переменных, то струна является бозонной. Если Φ зависит только от фермионных переменных, то фермионной. Если и от бозонных и фермионных, при условии суперсимметрии, то суперсимметричной или суперструной. Если требование суперсимметрии частично невыполнимо, то гетеротической.
На языке определения 1 это соответственно бозонные и фермионные осцилляторы. Струны могут быть как ориентированными(стрелка внутри), так и неориентированными.Главной особенностью квантовых струн является то, что они «живут» в критической или подкритической размерности пространства, в отличие от классических струн. Бозонная струна в D=26, а фермионная и суперструна в D=10, для известных моделей гетеротических струн критическая размерность также равна 10. Это является следствием устранения нефизических состояний, так называемых дýхов из спектра струны во время процедуры квантования и известно как «Теорема об отсутствии духов».
Взаимодействия
Квантовые струны довольно сложным образом взаимодействуют друг с другом, так как являются нелокальными, более точно мультилокальными объектами. Однако с точки зрения изменения их формы (топологии) допустимы лишь 5 элементарных локальных актов, согласующихся с физическими принципами:
- Открытая струна (с концами) может разорваться в точке на 2 открытые струны.
- Замкнутая струна (без концов) может сойтись во внутренней точке касания и расщепиться на 2 замкнутые струны.
- Замкнутая струна может разорваться в точке и стать открытой.
- 2 открытые струны могут обменяться в точке касания сегментами.
- Открытая струна может потерять сегмент в виде замкнутой струны, через внутреннюю точку касания.
Все точки взаимодействия являются «тройными» точками, которые при малом шевелении дают все 5 вышенаписанных перестроек. Обратные процессы добавляют ещё 5 элементарных локальных актов взаимодействия.
Для суперструн из-за разных условий на бозонные и фермионные переменные приходится добавлять в «тройную» точку дополнительные поля, чтобы не нарушить суперсимметрию. (см. литературу в примечании и список литературы в статье Теория струн)
Многие исследователи полагают, что на основе моделей струн и суперструн удастся построить всю низкоэнергетическую физику нашего мира.
Примечание
- И.Арефьева, И.Волович, ТиМ физика, т.67, 2,1986
- Kaku M. Introduction to the Field Theory of Strings. WS, Singapore, 1985
См. также
Литература
- См. список в соответствующем разделе статьи «Теория струн».
Категории:- Гипотетические элементарные частицы
- Теория струн
Wikimedia Foundation. 2010.