close
تبلیغات در اینترنت
خرید دامنه
چرا نظریه ریسمان ها؟
loading...

کهکشان دانش

چرا ریسمان ها؟   تئوری میدان کوانتومی نسبیتی به خوبی ویژگی ها و رفتارهای مشاهده شده از ذرات بنیادی را توصیف می کند. اما تئوری تنها وقتی کارایی دارد که گرانش به حدی ضعیف باشد که بتوان از آن چشم پوشی کرد. تئوری ذرات فقط هنگامی قابل استفاده است که وانمود کنیم گرانش وجود ندارد. نسبیت عام بینش عمیقی از کیهان، مدار حرکت سیارات، نحوه شکل گیری ستاره ها و کهکشان ها، انفجار بزرگ (بیگ بنگ) و مشاهدات اخیر از سیاه چاله ها و لنزهای گرانشی به ارمغان آورده است. با این وجود، این تئوری تنها زمانی کارایی دارد…

بازدید : 28 شنبه 18 فروردين 1397 زمان : 15:40 نظرات ()

چرا ریسمان ها؟

 

تئوری میدان کوانتومی نسبیتی به خوبی ویژگی ها و رفتارهای مشاهده شده از ذرات بنیادی را توصیف می کند. اما تئوری تنها وقتی کارایی دارد که گرانش به حدی ضعیف باشد که بتوان از آن چشم پوشی کرد. تئوری ذرات فقط هنگامی قابل استفاده است که وانمود کنیم گرانش وجود ندارد.

نسبیت عام بینش عمیقی از کیهان، مدار حرکت سیارات، نحوه شکل گیری ستاره ها و کهکشان ها، انفجار بزرگ (بیگ بنگ) و مشاهدات اخیر از سیاه چاله ها و لنزهای گرانشی به ارمغان آورده است. با این وجود، این تئوری تنها زمانی کارایی دارد که به  غلط فرض کنیم کیهان ماهیتی کلاسیک دارد و نیازی به مکانیک کوانتومی در توصیف ما از طبیعت وجود ندارد.

باور این است که تئوری ریسمان می تواند این فاصله را پر کند.

در آغاز، تئوری ریسمان به عنوان توضیحی برای ارتباط مشاهده شده بین جرم و اسپین برای ذرات معینی به نام هادرون که شامل پروتون و نوترون می شوند، ارائه گردید. اما این تئوری کارایی نداشت و سرانجام ثابت گردید که کرومودینامیک کوانتومی، تئوری بهتری برای توصیف هادرون هاست.

اما ذرات در تئوری ریسمان از برانگیختگی ریسمان ها حاصل می شوند که در این میان ذره ای با جرم صفر و اسپین دو در تئوری ریسمان بوجود می آید.

اگر تئوری کوانتومی مناسب برای گرانش وجود داشت، ذره حامل نیروی گرانش دارای جرم صفر و اسپین دو می بود. این موضوع مدتهاست که برای فیزیکدانان نظری شناخته شده است. این ذره فرضی گرویتون نامیده می شود.

این موضوع در آغاز، تئوریسین های ریسمان را ترغیب کرد که تئوری ریسمان را نه به عنوان یک تئوری برای توصیف هادرون ها، بلکه به عنوان یک تئوری برای گرانش کوانتومی، فانتزی کامل نشده فیزیک نظری در ذرات و گرانش برای دهه ها، ارائه کنند.

اما پیش بینی وجود گرویتون توسط تئوری ریسمان کافی نبود. گرویتون را می توان بصورت دستی به تئوری میدان کوانتومی اضافه کرد، اما محاسباتی که انتظار می رود توصیف کننده طبیعت باشند، بی استفاده خواهند شد. علت این است که همانطور که در دیاگرام اول نشان داده شده است، برهم کنش های ذرات در یک نقطه از فضا – زمان رخ می دهند، در فاصله صفر بین ذرات برهم کنش کننده. برای گرویتون، اما، ریاضات رفتاری بسیار بد در فاصله صفر دارد به نحوی که پاسخ ها هیچ مفهومی ندارند. در تئوری ریسمان، ریسمان ها در فاصله بسیار کوتاه اما متناهی برهم کنش می کنند و پاسخ ها قابل قبول خواهند بود.

البته این بدان معنا نیست که تئوری ریسمان فاقد کاستی است. اما رفتار در فاصله صفر به نحوی است که می توان مکانیک کوانتومی و گرانش را ترکیب نمود، و بطور قابل قبول در مورد برانگیختگی یک ریسمان که حامل نیروی گرانش است صحبت کرد.

این چالشی بسیار بزرگ بود که در اواخر قرن بیستم بر آن غلبه شد و به همین دلیل است که بسیاری از جوانان علاقمند هستند که پیچیدگی های فرساینده و ریاضیات انتزاعی مورد نیاز برای مطالعه تئوری کوانتومی ریسمان های برهم کنش کننده را فراگیرند.  

 

 


 

شکل 1- برهم کنش در فیزیک ذرات در فاصله صفر رخ می دهد، اما تئوری گرانشی اینشتین در فاصله صفر هیچ مفهومی ندارد.

 

 

 

 

شکل 2- برهم کنش های ریسمانی در یک نقطه رخ نمی دهند بلکه به نحوی گسترش پیدا می کنند که به رفتار کوانتومی معقول تری منتهی می شود.

 

انفجار بزرگ یا بیگ بنگ: the Big Bang

اسپین: spin

هادرون: hadron

کرومودینامیک کوانتومی: Quantum Chromodynamics

گرویتون: graviton

گرانش کوانتومی: quantum gravity

 

فیزیک نظری 

نویسنده و مترجم: سورن دهقان

 

کلیه مطالب کهکشان دانش توسط نویسندگان آن تهیه و ترجمه شده است.

استفاده از مطالب و تصاویر این وبلاگ بدون ذکر منبع با لینک فعال موجب پیگرد قانونی خواهد شد. 

 

کتاب چشم اندازها نوشته میچیو کاکو است که برای استفاده همه مردم نوشته شده و انقلاب های علم و دانش را که موجب تغییر قرن بیستم شده اند مورد بررسی قرار می دهد. برای خرید این کتاب از فروشگاه مبتکران می توانید از لینک زیر استفاده کنید:

خرید کتاب چشم اندازها

 

درباره فیزیک , فیزیک نظری ,
برچسب ها نظریه ریسمان ,
مطالب مرتبط
ارسال نظر برای این مطلب

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتیرفرش کد امنیتی
تبلیغات
Rozblog.com رز بلاگ - متفاوت ترين سرويس سایت ساز
اطلاعات کاربری
نام کاربری :
رمز عبور :
  • فراموشی رمز عبور؟
  • آمار سایت
  • کل مطالب : 35
  • کل نظرات : 0
  • افراد آنلاین : 2
  • تعداد اعضا : 0
  • آی پی امروز : 3
  • آی پی دیروز : 7
  • بازدید امروز : 18
  • باردید دیروز : 28
  • گوگل امروز : 0
  • گوگل دیروز : 5
  • بازدید هفته : 78
  • بازدید ماه : 580
  • بازدید سال : 580
  • بازدید کلی : 5,010