IPINALIWANAG ANG TEORYANG STRING: ISANG PANGUNAHING GABAY SA TEORYANG STRING

Sa larangan ng pisika ng maliit na butil, pinagsasama-sama ng teorya ng string ang mga mekanika ng kabuuan at pangkalahatang teorya ng relatividad ni Albert Einstein.

Tumalon Sa Seksyon

Ano ang Teoryang String?
Ang 5 Pangunahing Ideya ng String Theory
Isang Maikling Kasaysayan ng Teoryang String
Matuto Nang Higit Pa
Dagdagan ang nalalaman Tungkol sa Neil deGrasse Tyson's MasterClass

Nagtuturo si Neil deGrasse Tyson ng Pang-agham na Pag-iisip at Pakikipag-usap Neil deGrasse Tyson Nagturo sa Siyentipikong Pag-iisip at Komunikasyon

Ang kilalang astrophysicist na si Neil deGrasse Tyson ay nagtuturo sa iyo kung paano makahanap ng mga layunin na katotohanan at ibabahagi ang kanyang mga tool para sa pakikipag-usap sa iyong natuklasan.

Matuto Nang Higit Pa

Ano ang Teoryang String?

Nagbibigay ang teoryang String ng isang teoretikal na balangkas kung saan ang lahat ng mga maliit na butil, mula sa mga photon hanggang sa quark, ay isang-dimensional na mga string na taliwas sa mga zero-dimensional na puntos. Kung ang isang bersyon ng teorya ng string ay natagpuan na pinapanatili sa lahat ng mga konteksto, magsisilbi itong isang solong modelo ng matematika para sa paglalarawan ng likas na uniberso - isang teorya ng lahat na papalit sa Standard Model ng pisika, na hindi nagpapaliwanag ng gravity.

Ang 5 Pangunahing Ideya ng String Theory

Ang pag-unawa sa mga suliranin ng teorya ng string ay nangangailangan ng malawak na pag-aaral, ngunit ang pamilyar sa mga pangunahing elemento ng teorya ng string ay magbibigay sa iyo ng isang pangunahing pag-unawa sa mga pangunahing konsepto nito.

Mga string at brane : Ang mga string ay isang-dimensional na filament na nagmula sa dalawang anyo: buksan ang mga string at mga closed string. Ang isang bukas na string ay may mga dulo na hindi kumonekta, habang ang isang closed string ay bumubuo ng isang closed loop. Ang mga brane (nagmula sa salitang 'membrane') ay mga sheet-like na bagay na maaaring ikabit ng mga string sa alinmang dulo. Ang mga brane ay may kakayahang lumipat sa spacetime ayon sa mga patakaran ng mekanika ng kabuuan.
Karagdagang mga sukat ng spatial : Tinatanggap ng mga pisiko na ang ating uniberso ay naglalaman ng tatlong mga sukat ng spatial, ngunit ang mga teoretista ng string ay nagtatalo para sa isang modelo na naglalarawan ng labis na sukat ng espasyo. Sa teorya ng string, hindi bababa sa anim na karagdagang mga sukat ang hindi napansin dahil ang mga ito ay mahigpit na naipon sa isang kumplikadong nakatiklop na hugis na tinatawag na isang Calabi-Yau manifold.
Gravity ng dami : Ang teorya ng string ay isang teorya ng kabuuan ng gravity dahil sinusubukan nitong pagsamahin ang dami ng pisika sa teorya ng pangkalahatang relatividad. Pinag-aaralan ng Quantum physics ang pinakamaliit na mga bagay sa sansinukob — tulad ng mga atomo at mga subatomic na maliit na butil-habang ang pangkalahatang pagiging maaasahan ay karaniwang nakatuon sa mas malalaki na mga bagay sa sansinukob.
Supersymmetry : Kilala rin bilang superstring theory, inilarawan ng supersymmetry ang ugnayan sa pagitan ng dalawang uri ng mga particle, bosons, at fermion. Sa teorya ng supersymmetry string, ang isang boson (o puwersa ng maliit na butil) ay laging may isang katapat na fermion (o maliit na butil ng bagay), at kabaliktaran. Ang konsepto ng supersymmetry ay teoretikal pa rin, dahil ang mga siyentipiko ay hindi pa nakakakita ng anuman sa mga particle na ito. Ang ilang mga physicist ay nag-isip-isip na ito ay dahil tumatagal ito ng hindi kapani-paniwalang mataas na antas ng enerhiya upang makabuo ng mga boson at fermion. Ang mga maliit na butil na ito ay maaaring mayroon na sa maagang uniberso bago ang big bang ngunit pagkatapos ay pinaghiwalay sa mga mas maliit na enerhiya na mga particle na nakikita ngayon. Ang Large Hadron Collider (ang pinakamataas na enerhiya na talamak na collider ng mundo) ay maaaring sa ilang sandali ay makabuo ng sapat na enerhiya upang suportahan ang teoryang ito-kahit na hanggang ngayon, hindi pa ito nakakakuha ng katibayan ng supersymmetry.
Pinag-isang puwersa : Naniniwala ang mga string ng teorya na makakagamit sila ng mga string na nakikipag-ugnay upang ipaliwanag kung paano ang apat na pangunahing puwersa ng kalikasan — ang puwersa ng grabidad, lakas ng electromagnetic, malakas na puwersang nukleyar, at mahina na puwersang nukleyar - lumikha ng isang pinag-isang teorya ng lahat.

Nagtuturo si Neil deGrasse Tyson ng Pang-agham na Pag-iisip at Pakikipag-usap sa Dr Jane Goodall Nagtuturo sa Konserbasyon Chris Hadfield Nagtuturo sa Space Exploration na Si Matthew Walker Nagturo sa Agham ng Mas Mahusay na Pagtulog

Isang Maikling Kasaysayan ng Teoryang String

Ang sumusunod na timeline ay nagmamarka ng mga makabuluhang nagawa sa larangan ng teorya ng string.

1968 : Si Gabriele Veneziano, isang Italyanong pisikal na teoretikal na nagtatrabaho sa European Organization for Nuclear Research (CERN), ay gumamit ng datos na nakolekta mula sa iba`t ibang mga accelerator ng maliit na butil upang mabuo ang mga pundasyon ng teoryang string. Itinayo niya ang modelo ng dual-resonance matapos mapagtanto na maaaring magamit niya ang 200-taong-gulang na formula ng pagpapaandar ng Euler beta upang ipaliwanag ang mga pisikal na katangian ng matindi na nakikipag-ugnay na mga maliit na butil.
1970 : Ang pangalang 'teoryang string' ay nilikha noong tatlong physicist — sina Leonard Susskind, Holger Nielsen, at Yoichiro Nambu — na gumamit ng modelo ni Veneziano upang magmungkahi na ang uniberso ay binubuo ng maliliit na mga kwerdas na nanginginig.
1971 : Ang teoretikal na propesor ng pisika na si Pierre Ramond ay nagpasimula ng pag-unlad ng teoryang superstring sa pamamagitan ng pagbubuo ng konsepto ng supersymmetry.
1974 : Natuklasan ng Japanese physicist na si Tamiaki Yoneya na ang teorya ng string ay naglalaman ng isang maliit na butil na may mga katangian ng isang graviton - isang maliit na butil na nagdadala ng puwersang gravitational - at napagtanto na ang mga aspeto ng teoryang string ay maaari ding isang teorya ng grabidad.
1984 : Natuklasan ng physicist ng Ingles na sina Michael Green at American physicist na si John Schwarz ang pagkansela ng anomalya sa teoryang string ng I I, na naging kilalang mekanismo ng Green-Schwarz. Ang kaganapang ito ay higit na kumonekta sa mga ideya ng teorya ng string sa supersymmetry at inilunsad ang unang superstring rebolusyon.
1985 : Ang 'Princeton String Quartet' — Si David Goss, Jeffrey Harvey, Emil Martinec, at Ryan Rohm — ay natuklasan ang mga heterotic string, na kung saan ay ang mga closed string na hybrids ng isang superstring at bosonic string.
labing siyamnapu't siyam : Si Edward Witten, isang teoretikal na pisiko sa Institute for Advanced Study sa Princeton, New Jersey, ay nagmungkahi na ang limang magkakaibang tinanggap na mga bersyon ng teoryang string ay hindi talaga hiwalay na mga teorya. Iminungkahi ni Wite na magkakaiba-iba lamang ang mga ito ng isang solong teorya na tinawag ni Wite na M-theory. Ang ideya ng M-theory ay naglunsad ng pangalawang superstring rebolusyon.

MasterClass

Iminungkahi para sa Iyo

Mga klase sa online na itinuro ng pinakadakilang isip ng mundo. Palawakin ang iyong kaalaman sa mga kategoryang ito.

Neil deGrasse Tyson

Nagtuturo ng Pang-agham na Pag-iisip at Komunikasyon

Dagdagan ang nalalaman Dr Jane Goodall

Nagtuturo ng Conservation

Dagdagan ang nalalaman Chris Hadfield

Nagtuturo sa Paggalugad sa Puwang

Dagdagan ang nalalaman Matthew Walker

Nagtuturo sa Agham ng Mas Mahusay na Pagtulog

Matuto Nang Higit Pa

Kunin ang Taunang Miyembro ng MasterClass para sa eksklusibong pag-access sa mga aralin sa video na itinuro ng mga ilaw ng negosyo at agham, kasama ang Neil deGrasse Tyson, Chris Hadfield, Jane Goodall, at marami pa.