Grunderna i strängteori

Stringteori är en matematisk teori som försöker förklara vissa fenomen som för närvarande inte kan förklaras under kvantfysikens standardmodell.

Kärnan använder strängteori en modell av en-dimensionell strängar istället för kvantfysikens partiklar. Dessa strängar, storleken på Planck längd (10^-35 m), vibrera vid specifika resonansfrekvenser. Vissa senaste versioner av strängteori har förutspått att strängarna kan ha en längre längd upp till nästan en millimeter i storlek, vilket skulle betyda att de är i världen som experimenten kunde upptäcka dem. Formlerna som är resultatet av strängteori förutsäger mer än fyra dimensioner (10 eller 11 i de vanligaste varianter, även om en version kräver 26 dimensioner), men de extra dimensionerna är "böjda" inom Planck längd.

Förutom strängarna innehåller strängteorin en annan typ av grundläggande objekt som kallas a brane, som kan ha många fler dimensioner. I vissa "braneworld-scenarier" är vårt universum faktiskt "fastnat" inuti en 3-dimensionell kli (kallad en 3-brane).

Stringteori utvecklades ursprungligen på 1970-talet i ett försök att förklara vissa inkonsekvenser med energibeteendet hos hadroner och andra grundläggande fysikpartiklar.

Liksom med mycket av kvantfysiken kan matematiken som gäller strängteorin inte lösas unikt. Fysiker måste tillämpa störningsteori för att få en serie ungefärliga lösningar. Sådana lösningar inkluderar naturligtvis antaganden som kanske eller inte är sanna.

Det drivande hoppet bakom detta arbete är att det kommer att resultera i en "teori om allt", inklusive en lösning på problemet med kvanttyngdoch förena kvantfysik med allmän relativitetoch därmed förena fysiska grundkrafter.

Den ursprungliga strängteorin fokuserade bara på bosonpartiklar.

Superstring teori (förkortning för "supersymmetrisk strängteori") innehåller bosoner med en annan partikel, fermioner, liksom supersymmetri för att tyngdkraftsmodeller. Det finns fem oberoende superstringsteorier:

• Typ 1
• Typ IIA
• Typ IIB
• Typ HO
• Skriv HE

M-Teori: En superstringsteori, föreslagen 1995, som försöker konsolidera modell I, typ IIA, typ IIB, typ HO och typ HE som varianter av samma grundläggande fysiska modell.

En konsekvens av forskningen inom strängteori är insikten att det finns ett enormt antal möjliga teorier som kan vara konstruerad, vilket leder till att vissa ifrågasätter om denna metod någonsin kommer att utveckla "teorin om allt" som många forskare ursprungligen hoppades. Istället har många forskare antagit en uppfattning om att de beskriver ett stort strängteorilandskap med möjliga teoretiska strukturer, av vilka många inte faktiskt beskriver vårt universum.

För närvarande har strängteori inte framgångsrikt gjort någon förutsägelse som inte också förklaras genom en alternativ teori. Det är varken specifikt bevisat eller förfalskat, även om det har matematiska funktioner som ger det mycket tilltalande för många fysiker.

Ett antal föreslagna experiment kan ha möjlighet att visa "strängeffekter." Den energi som krävs för många sådana experiment är för närvarande inte tillgängligt, även om vissa befinner sig i en möjlighet i en snar framtid, såsom möjliga observationer från svart hål.

Endast tiden kommer att visa om strängteori kommer att kunna ta en dominerande plats inom vetenskapen, utöver att inspirera hjärtan och hjärnan för många fysiker.