389
Чи потрібна квантова сила?
Я просто думаю, що є занадто багато хороших речей, що відбуваються в теорії рядка для нього, щоб бути абсолютно неправильним. Не розумію, але я просто не вірю в гігантський космічний дизайн, який створив цю неймовірну річ і що не має нічого спільного з реальним світом.
Без сумніву, математично кажучи, немає недоліків неймовірних, красивих і витончених теорій. Але не всі вони підходять для нашого фізичного Всесвіту. Здається, що для кожної блискучої ідеї, яка описує саме те, що ми можемо спостерігати і вимірювати, є принаймні одна блискуча ідея, яка намагається описати ті ж речі, але залишається фундаментально неправильно. Минулого тижня ми попросили питання, що прокинувся до чогось подібного.
Квантова вага. Ми хотіли б знати, чи є будь-який прогрес у цій області протягом останніх п'яти років. До нас звичайні смертники, здається, що ця сфера є невеликою заготовкою, і теорія рядка почала впадати в оживлення, так як важко перевірити і має 10^500 можливих рішень. Чи є це правда, або є деякі прогрес за сценаріями, які натисніть просто ігнорувати?
По-перше, варто малювати велику дивідуючу лінію між ідеєю квантової тяжіння, розчином теорії рядка (або запропонованого розчину), та іншими альтернативами.
Почнемося з Всесвітом, ми знаємо і любимо. З одного боку, є загальна релятивність, наша теорія тяжіння. Він стверджує, що замість того, щоб залишатися брелоком дії на відстані, так як Newton bequeathed, коли всі маси в усіх місцях, що випускають сили на один одному зворотному пропорції до площі відстані між ними, він базується на більш тонкому механізмі.
Эйнштейн, як Ейнштейн, створений з принципом рівноваги і Е=мк2 в 1907 році, був формою енергії в Всесвіті. Ця енергія, в свою чергу, виховує дуже тканину простору, змінюючи шлях всіх об'єктів і змінивши те, що спостерігач може спостерігатися як касетинська сітка. Об'єкти не прискорюються невидимою силою, але досить проїдуть уздовж шляху, визначеного впливом всіх різних форм енергії в Всесвіті.
Це тяжіння.
З іншого боку, у нас є інші закони природи: квантові. Є електромагнетизм, який несе відповідальність за електрично заряджені частинки, їх рух і який описаний силовим носієм фотон, який виступає в якості посередництва в цих взаємодій і дає нам явища, які ми пов'язані з електростатичними засобами і магнетизмом. Є також два ядерні сили: слабка ядерна сила, відповідальна за явища, такі як радіоактивний розпад, і сильна ядерна сила, яка тримає атомні ядра разом і дозволяє протонам і нейтронам існувати.
Розрахунок цих сил зазвичай відбуваються в плоскому просторі, з якого кожен студент починає вивчати квантову теорію поля. Але це недостатньо, коли ми представляємо у вигнутому просторі, як правило, релятивність диктатів.
«Так, ви кажете, що ми просто будемо робити розрахунки нашої теорії поля на фоні вигнутого простору!» Це відомий як напівкласична гравітація, і цей тип обчислення дозволяє нам розрахувати речі, такі як радіаційне випромінювання. Але навіть це тільки на горизонті самої чорної діри, а не де гравітація буде у всій своїй славі. Є багато фізичних випадків, в яких буде корисна квантова теорія тяжіння, і всі вони включають в себе гравітаційну фізику на найменших масштабах, на крихітних дистанціях.
Що відбувається в центральних регіонах чорних дірок? Ви можете подумати, що «О, є співучастість», але не так багато точки нескінченної щільності, як випадок, де математичний інструмент загальної релятигності створює безглузді відповіді на питання про потенціали та сили. Що відбувається, коли електрон проходить через подвійний щілин? Чи проходив гравітаційне поле по обидва стружки? Або через один? Загальна теорія релятивності говорить про це.
Уважають, що має бути квантова теорія тяжіння, яка пояснить ці та інші проблеми, властиві теорії «смокту», таких як загальна релятивність. Щоб пояснити, що відбувається на коротких відстанях при наявності гравітаційних джерел — або мас — нам потрібна квантова, дискретна, а отже, теорія частинок на основі ваги.
Завдяки властивостям самого ОТ ми вже знаємо щось.
Відомі квантові сили визначаються діями частинок, відомих як босони, або частинки з цілими хребтами. Фотони визначають електромагнітну силу, W і Z bosons засвідчили слабку ядерну силу, а глюкони засвідчили сильну ядерну силу. Всі ці частинки мають обертатися, що дорівнює 1, і для масивних частинок, хребта може прийняти значення -1, 0 або +1, в той час як для безмасштабних частинок (наприклад, глюкони і фотон), він може приймати значення тільки -1 або +1.
Хігс босон також є босоном, але не діє як посередництво для сил і має хребта 0. Поки ми знаємо тяжіння — загальна релятивність — це теорія напруженості — її медіатор повинен бути безмасштабною частинкою з хребтом 2, що означає, що його хребта може прийняти значення –2 або +2 тільки.
Виявляється, що ми знаємо щось про квантову теорію тяжіння навіть перед спробою її формування. Ми знаємо це тому, що будь-яка квантова теорія гравітації, вона повинна бути відповідно до загальної релатності, коли ми маємо справу з не найменшими відстаньми до масивних частинок або об'єктів, так само як загальна релятивність повинна бути зменшена до Ньютонської тяжіння в слабкому режимі.
Велике питання, звичайно, як це зробити. Як квантізувати тяжіння так, що це правильно (в описі реальності), корелює з GTR і CTP і призводить до переконливих прогнозів нових явищ, які можна спостерігати, виміряти або перевірено.
Провідний претендент, як ви знаєте, є теорія рядків.
Теорія струнних.
Теоретичне поле, яке включає в себе всі стандартні моделі полів і частинок, бродів і босонів. До складу входить 10-вимірна теорія напружень-кальарної сили тяжіння: з 9 просторовими і 1 часовими розмірами і параметром скалара. Якщо ми видалимо шість цих просторових розмірів (проведення неперервного процесу, що люди називають ущільненням) і дозволяють параметру (ціна), який визначає взаємодію скаляра, щоб перейти в нескінченність, ми можемо відновити загальну надійність.
Однак теорія рядка має ряд феноменологічних проблем. Це величезна кількість нових частинок, що виникають з теорії, включаючи всі надсиметричні ми ще не відкрили. Вона стверджує, що не потрібно для «безкоштовних параметрів» Стандартної моделі (для мас частинок), але замінює цю проблему ще гірше. Коли ми говоримо про 10^500 можливих рішень, ці рішення про очікувані значення струнких полів, і не існує механізму їх відновлення; для теорії рядків, щоб працювати, ви повинні відмовитися від динаміки і просто сказати, що "і повинні бути обрані антропічно."
Однак теорія рядка не єдиний гравець в цій галузі.
петля квантової тяжіння PCG представляє цікавий вид проблеми: замість намагань квантувати частинки, PCG стверджує, що простір сам дискретний. В якості звичайної ваги представлена: розтягований лист з кулькою для миття в центрі. Ми також знаємо, що зазвичай лист квантізований, тобто він складається з молекул, які складаються з атомів, які складаються з нуклеї (кільки і глюкони) і електронів.
Простір може бути таким же! Так як вона діє як тканина, вона складається з скінченних кількісних елементів. І, можливо, він тканий з «хінгів», де його назва походить від. Покладіть ці петлі разом і ви отримаєте мережу, що представляє квантовий стан гравітаційного поля. За цією картиною, не тільки справа квантована, але сам простір. Це наукове поле все ще активно розвивається.
Асимптотично безпечна вага
Асимптотична свобода була розроблена в 1970-х роках, щоб пояснити незвичайну природу міцної сили: вона була дуже слабкою силою на надзвичайно коротких відстанях, які стали сильнішими, як заряджені частинки, що дивилися далі і далі. На відміну від електромагнетизму, яка мала невелику силову констанцію, сильна сила мала велику силу. Через деякі цікаві властивості квантової хромодинаміки, якщо зв'язуватися з нейтральною (колірною) системою, сила взаємодії швидко знижується. Це може бути пояснено фізичними розмірами баріонів (протонів і нейтронів, наприклад) і месонів (піонів, наприклад).
Асимптотична свобода, з іншого боку, вирішила фундаментальну проблему, пов'язану з цим: вам не потрібно малих взаємодій, з'єднань (або з'єднань, які прагнуть до нуля), але досить з'єднання, які просто будуть скінченні при високому енергійському ліміті. Всі константи муфти зміняться з енергією, асимптотична свобода розміщує високоенергетичну фіксовану точку для постійної (технічно, для групи ренормалізації, з якої витягується константа), і все інше можна розрахувати для низьких енергій.
Хоча це ідея. Ми розглянули, як це зробити за 1+1 (просторові та один часові) вимірювання, але не за 3+1. Тим не менш, прогрес рухається, завдяки великій частині до Крістофа Веттеріча, який опублікував два грандіозні твори в 90-х роках. Не довге тому, Wetterich використовується асимптотична свобода — всього за шість років тому — для обчислення прогнозування маси хігса boson перед LHC знайшов його. Результат?
Зрозуміло, його прогнози відмінно поєднуються з LHC. Це таке відмінне прогнозування, що якщо асимптотична безпека є правильним і масами верхнього кварка, W boson і Higgs boson, нарешті встановлюються фізики не потрібно інших фундаментальних частинок, щоб працювати стабільно до значень Planck.
Незважаючи на те, що асимптотично безпечне тяжіння не отримує багато уваги, залишається дуже привабливою і перспективною теорією, так як теорія рядка: успішна квантизація тяжіння, зменшує ГТР до низького енергетичного ліміту, і залишається УФ-фінітом. Теоретичною мовою, яку ми не можемо довести.
Динамічне дослідження
Компанія Renata Loll була заснована в 2000 році. Він з'єднується з петлею квантової тяжіння в тому, що простір дискретний, але перш за все стурбований тим, як простір розвивається. Одна з цікавих речей про цю ідею полягає в тому, що час повинен бути дискретним. В результаті ми отримуємо чотиривимірний простір в даний час, але при дуже високих енергій і невеликих відстанях (на вагу Planck) вона проявляється як двовимірна структура. На основі математичної структури називається простекс, що є об'ємною узагальненням трикутника. 2-simplex - трикутник, 3-simplex - це тетрахедрон, і так далі. Однією з «красивих» особливостей цього є причина — поняття, що багато людей знають — які псисти при каусальної динамічної триангуляції. Може бути в змозі пояснити тяжіння, але це не 100% зрозуміло, чи підходить стандартна модель елементарних частинок.
Збагачувальні (індуковані) тяжіння
У 2009 році, за якою гравітація не є фундаментальною силою, але досить виникає як явище, пов'язане з ентропією. По суті, коріння вихідної ваги йдуть назад до відкриття умов формування асиметрії матерії, Андрія Сахарова, які запропонували цю ідею ще в 1967 році. В роботі все ще в своїй неспроможності, але в цьому полі за останні 5-10 років.
Це те, що ми маємо сьогодні в квантовій гравітації. Ми впевнені, що без нього ми не розуміємо роботи Всесвіту на фундаментальному рівні, але ми не маємо ідей, в якому напрямок представлено п'ять (і інші) рух буде правильним. Видання
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Джерело: hi-news.ru
Без сумніву, математично кажучи, немає недоліків неймовірних, красивих і витончених теорій. Але не всі вони підходять для нашого фізичного Всесвіту. Здається, що для кожної блискучої ідеї, яка описує саме те, що ми можемо спостерігати і вимірювати, є принаймні одна блискуча ідея, яка намагається описати ті ж речі, але залишається фундаментально неправильно. Минулого тижня ми попросили питання, що прокинувся до чогось подібного.
Квантова вага. Ми хотіли б знати, чи є будь-який прогрес у цій області протягом останніх п'яти років. До нас звичайні смертники, здається, що ця сфера є невеликою заготовкою, і теорія рядка почала впадати в оживлення, так як важко перевірити і має 10^500 можливих рішень. Чи є це правда, або є деякі прогрес за сценаріями, які натисніть просто ігнорувати?
По-перше, варто малювати велику дивідуючу лінію між ідеєю квантової тяжіння, розчином теорії рядка (або запропонованого розчину), та іншими альтернативами.
Почнемося з Всесвітом, ми знаємо і любимо. З одного боку, є загальна релятивність, наша теорія тяжіння. Він стверджує, що замість того, щоб залишатися брелоком дії на відстані, так як Newton bequeathed, коли всі маси в усіх місцях, що випускають сили на один одному зворотному пропорції до площі відстані між ними, він базується на більш тонкому механізмі.
Эйнштейн, як Ейнштейн, створений з принципом рівноваги і Е=мк2 в 1907 році, був формою енергії в Всесвіті. Ця енергія, в свою чергу, виховує дуже тканину простору, змінюючи шлях всіх об'єктів і змінивши те, що спостерігач може спостерігатися як касетинська сітка. Об'єкти не прискорюються невидимою силою, але досить проїдуть уздовж шляху, визначеного впливом всіх різних форм енергії в Всесвіті.
Це тяжіння.
З іншого боку, у нас є інші закони природи: квантові. Є електромагнетизм, який несе відповідальність за електрично заряджені частинки, їх рух і який описаний силовим носієм фотон, який виступає в якості посередництва в цих взаємодій і дає нам явища, які ми пов'язані з електростатичними засобами і магнетизмом. Є також два ядерні сили: слабка ядерна сила, відповідальна за явища, такі як радіоактивний розпад, і сильна ядерна сила, яка тримає атомні ядра разом і дозволяє протонам і нейтронам існувати.
Розрахунок цих сил зазвичай відбуваються в плоскому просторі, з якого кожен студент починає вивчати квантову теорію поля. Але це недостатньо, коли ми представляємо у вигнутому просторі, як правило, релятивність диктатів.
«Так, ви кажете, що ми просто будемо робити розрахунки нашої теорії поля на фоні вигнутого простору!» Це відомий як напівкласична гравітація, і цей тип обчислення дозволяє нам розрахувати речі, такі як радіаційне випромінювання. Але навіть це тільки на горизонті самої чорної діри, а не де гравітація буде у всій своїй славі. Є багато фізичних випадків, в яких буде корисна квантова теорія тяжіння, і всі вони включають в себе гравітаційну фізику на найменших масштабах, на крихітних дистанціях.
Що відбувається в центральних регіонах чорних дірок? Ви можете подумати, що «О, є співучастість», але не так багато точки нескінченної щільності, як випадок, де математичний інструмент загальної релятигності створює безглузді відповіді на питання про потенціали та сили. Що відбувається, коли електрон проходить через подвійний щілин? Чи проходив гравітаційне поле по обидва стружки? Або через один? Загальна теорія релятивності говорить про це.
Уважають, що має бути квантова теорія тяжіння, яка пояснить ці та інші проблеми, властиві теорії «смокту», таких як загальна релятивність. Щоб пояснити, що відбувається на коротких відстанях при наявності гравітаційних джерел — або мас — нам потрібна квантова, дискретна, а отже, теорія частинок на основі ваги.
Завдяки властивостям самого ОТ ми вже знаємо щось.
Відомі квантові сили визначаються діями частинок, відомих як босони, або частинки з цілими хребтами. Фотони визначають електромагнітну силу, W і Z bosons засвідчили слабку ядерну силу, а глюкони засвідчили сильну ядерну силу. Всі ці частинки мають обертатися, що дорівнює 1, і для масивних частинок, хребта може прийняти значення -1, 0 або +1, в той час як для безмасштабних частинок (наприклад, глюкони і фотон), він може приймати значення тільки -1 або +1.
Хігс босон також є босоном, але не діє як посередництво для сил і має хребта 0. Поки ми знаємо тяжіння — загальна релятивність — це теорія напруженості — її медіатор повинен бути безмасштабною частинкою з хребтом 2, що означає, що його хребта може прийняти значення –2 або +2 тільки.
Виявляється, що ми знаємо щось про квантову теорію тяжіння навіть перед спробою її формування. Ми знаємо це тому, що будь-яка квантова теорія гравітації, вона повинна бути відповідно до загальної релатності, коли ми маємо справу з не найменшими відстаньми до масивних частинок або об'єктів, так само як загальна релятивність повинна бути зменшена до Ньютонської тяжіння в слабкому режимі.
Велике питання, звичайно, як це зробити. Як квантізувати тяжіння так, що це правильно (в описі реальності), корелює з GTR і CTP і призводить до переконливих прогнозів нових явищ, які можна спостерігати, виміряти або перевірено.
Провідний претендент, як ви знаєте, є теорія рядків.
Теорія струнних.
Теоретичне поле, яке включає в себе всі стандартні моделі полів і частинок, бродів і босонів. До складу входить 10-вимірна теорія напружень-кальарної сили тяжіння: з 9 просторовими і 1 часовими розмірами і параметром скалара. Якщо ми видалимо шість цих просторових розмірів (проведення неперервного процесу, що люди називають ущільненням) і дозволяють параметру (ціна), який визначає взаємодію скаляра, щоб перейти в нескінченність, ми можемо відновити загальну надійність.
Однак теорія рядка має ряд феноменологічних проблем. Це величезна кількість нових частинок, що виникають з теорії, включаючи всі надсиметричні ми ще не відкрили. Вона стверджує, що не потрібно для «безкоштовних параметрів» Стандартної моделі (для мас частинок), але замінює цю проблему ще гірше. Коли ми говоримо про 10^500 можливих рішень, ці рішення про очікувані значення струнких полів, і не існує механізму їх відновлення; для теорії рядків, щоб працювати, ви повинні відмовитися від динаміки і просто сказати, що "і повинні бути обрані антропічно."
Однак теорія рядка не єдиний гравець в цій галузі.
петля квантової тяжіння PCG представляє цікавий вид проблеми: замість намагань квантувати частинки, PCG стверджує, що простір сам дискретний. В якості звичайної ваги представлена: розтягований лист з кулькою для миття в центрі. Ми також знаємо, що зазвичай лист квантізований, тобто він складається з молекул, які складаються з атомів, які складаються з нуклеї (кільки і глюкони) і електронів.
Простір може бути таким же! Так як вона діє як тканина, вона складається з скінченних кількісних елементів. І, можливо, він тканий з «хінгів», де його назва походить від. Покладіть ці петлі разом і ви отримаєте мережу, що представляє квантовий стан гравітаційного поля. За цією картиною, не тільки справа квантована, але сам простір. Це наукове поле все ще активно розвивається.
Асимптотично безпечна вага
Асимптотична свобода була розроблена в 1970-х роках, щоб пояснити незвичайну природу міцної сили: вона була дуже слабкою силою на надзвичайно коротких відстанях, які стали сильнішими, як заряджені частинки, що дивилися далі і далі. На відміну від електромагнетизму, яка мала невелику силову констанцію, сильна сила мала велику силу. Через деякі цікаві властивості квантової хромодинаміки, якщо зв'язуватися з нейтральною (колірною) системою, сила взаємодії швидко знижується. Це може бути пояснено фізичними розмірами баріонів (протонів і нейтронів, наприклад) і месонів (піонів, наприклад).
Асимптотична свобода, з іншого боку, вирішила фундаментальну проблему, пов'язану з цим: вам не потрібно малих взаємодій, з'єднань (або з'єднань, які прагнуть до нуля), але досить з'єднання, які просто будуть скінченні при високому енергійському ліміті. Всі константи муфти зміняться з енергією, асимптотична свобода розміщує високоенергетичну фіксовану точку для постійної (технічно, для групи ренормалізації, з якої витягується константа), і все інше можна розрахувати для низьких енергій.
Хоча це ідея. Ми розглянули, як це зробити за 1+1 (просторові та один часові) вимірювання, але не за 3+1. Тим не менш, прогрес рухається, завдяки великій частині до Крістофа Веттеріча, який опублікував два грандіозні твори в 90-х роках. Не довге тому, Wetterich використовується асимптотична свобода — всього за шість років тому — для обчислення прогнозування маси хігса boson перед LHC знайшов його. Результат?
Зрозуміло, його прогнози відмінно поєднуються з LHC. Це таке відмінне прогнозування, що якщо асимптотична безпека є правильним і масами верхнього кварка, W boson і Higgs boson, нарешті встановлюються фізики не потрібно інших фундаментальних частинок, щоб працювати стабільно до значень Planck.
Незважаючи на те, що асимптотично безпечне тяжіння не отримує багато уваги, залишається дуже привабливою і перспективною теорією, так як теорія рядка: успішна квантизація тяжіння, зменшує ГТР до низького енергетичного ліміту, і залишається УФ-фінітом. Теоретичною мовою, яку ми не можемо довести.
Динамічне дослідження
Компанія Renata Loll була заснована в 2000 році. Він з'єднується з петлею квантової тяжіння в тому, що простір дискретний, але перш за все стурбований тим, як простір розвивається. Одна з цікавих речей про цю ідею полягає в тому, що час повинен бути дискретним. В результаті ми отримуємо чотиривимірний простір в даний час, але при дуже високих енергій і невеликих відстанях (на вагу Planck) вона проявляється як двовимірна структура. На основі математичної структури називається простекс, що є об'ємною узагальненням трикутника. 2-simplex - трикутник, 3-simplex - це тетрахедрон, і так далі. Однією з «красивих» особливостей цього є причина — поняття, що багато людей знають — які псисти при каусальної динамічної триангуляції. Може бути в змозі пояснити тяжіння, але це не 100% зрозуміло, чи підходить стандартна модель елементарних частинок.
Збагачувальні (індуковані) тяжіння
У 2009 році, за якою гравітація не є фундаментальною силою, але досить виникає як явище, пов'язане з ентропією. По суті, коріння вихідної ваги йдуть назад до відкриття умов формування асиметрії матерії, Андрія Сахарова, які запропонували цю ідею ще в 1967 році. В роботі все ще в своїй неспроможності, але в цьому полі за останні 5-10 років.
Це те, що ми маємо сьогодні в квантовій гравітації. Ми впевнені, що без нього ми не розуміємо роботи Всесвіту на фундаментальному рівні, але ми не маємо ідей, в якому напрямок представлено п'ять (і інші) рух буде правильним. Видання
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Джерело: hi-news.ru
Яскрава правда полягає в тому, що ми їсти гриби.
Goodyear представила прототипну автомобільну шину, яка виробляє електроенергію