Теория струн для гитаристов Страница 1 из 2







Целью физики как классической науки является изучение закономерностей нашего мира. Большинство таких закономерностей уже достаточно изучены, чтобы применять их в повседневной жизни. И современные физики решили изменить масштаб исследований, как в одну, так и в другую сторону.

Рассмотрим две фундаментальные физические теории. Первая из них – хорошо знакомая всем общая теория относительности. Теория относительности отвечает на вопросы происхождения и развития Вселенной и хорошо объясняет крупномасштабное поведение космоса. Вторая — квантовая механика — напротив, добилась большого успеха в объяснении физики микромира. Объединим эти две теории и получим практически полную картину Вселенной: от межъядерных взаимодействий до поведения галактик.
Однако в получении единой картины мира есть одна загвоздка: эти масштабные теории, подтвержденные множеством расчетов и экспериментов, полностью несовместимы между собой. У каждой теории свои основы, свои математические и физические принципы. Применение квантовой механики к галактическим взаимодействиям, как и использование теории относительности для изучения ядерных взаимодействий приводит к абсурдным результатам. Выход один: придумать новую теорию, которая бы согласовывалась как с теорией относительности, так и с квантовой механикой, и в то же время объединяла их. Создание единой теории всего сущего – главная задача физиков со времен Эйнштейна. Одним из кандидатов на звание единой теории и является теория струн.

Немного истории


Началось все, как обычно, с математики. В 18 веке знаменитый математик Леонард Эйлер занимался изучением свойств функций, которые сам же и придумывал. Одна из таких функций получила название бета-функции Эйлера. Выглядит она так:





Не так уж сложно для людей, знакомых с интегральным исчислением. Эйлер описал свойства функции, и, не найдя практического применения, на два века бета-функция была забыта.
В 1968 году молодой физик Габриель Венециано, работающий в швейцарском ЦЕРНе, случайно обнаружил, что все свойства частиц, участвующих в ядерном взаимодействии, можно описать с помощью бета-функции Эйлера. Формула отлично работала для описания взаимодействий частиц, но никто не понимал почему. Если взять знаменитую формулу Эйнштейна, то ее физический смысл можно выразить фразой «энергия пропорциональна массе». У формулы Эйлера физического смысла не было – просто переменные, при присваивании которым определенных значений получался результат, согласующийся с экспериментом. Через два года такой смысл был найден – физики обнаружили, что если заменить элементарные частицы колеблющимися одномерными струнами, то взаимодействие таких струн как раз и представляется в виде формулы Эйлера. Одномерность означает, что толщина такой струны по сравнению с длиной бесконечно мала.


  • 1707
  • 17/04/2014


Поделись



Подпишись



Смотрите также