A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Teorie strun, resp. teorie superstrun, je jedna z teorií aspirujících na tzv. teorii všeho. Teorie předpokládá, že základními stavebními kameny přírody nejsou bodové částice s nulovými rozměry, nýbrž jednorozměrné (otevřené resp. uzavřené) struny, které vibrují různými způsoby, odpovídajícími různým druhům elementárních částic. Veškeré interakce se redukují na spojování a rozpojování strun. Zastánci této dosud kontroverzní teorie se domnívají, že tato teorie elegantně a harmonicky sjednocuje teorie velkého a malého, tedy obecnou teorii relativity a kvantovou mechaniku, které jsou jinak neslučitelné. Podle teorie superstrun má vesmír – namísto známých čtyř rozměrů časoprostoru – rozměrů deset (tři pozorované prostorové rozměry, šest kompaktifikovaných nepozorovaných dodatečných prostorových rozměrů a jeden časový rozměr). Dodatečné rozměry jsou svinuty do variety malé velikosti (tzv. Planckovy délky), v důsledku čehož unikají přímému pozorování.
Historie
Původní tzv. teorie strun z roku 1974 popisovala na základě Eulerovy Beta funkce pouze silnou interakci mezi kvarky prostřednictvím gluonů, ale během tzv. první superstrunové revoluce v roce 1984 se ukázalo, že tzv. teorie superstrun popisuje všechny dosud známé interakce včetně gravitace.
V současné době existuje pět konzistentních, ale vzájemně se lišících teorií superstrun. Tyto teorie jsou však díky supersymetrii pevně svázány dualitami, objevenými během tzv. druhé superstrunové revoluce v roce 1995. Pomocí těchto dualit a přidáním dalšího dodatečného prostorového rozměru sjednocuje tyto teorie tzv. M-teorie, která je formulována pro časoprostor o jedenácti dimenzích a zahrnuje i jedenáctidimenzionální supergravitaci. Mnoho vlastností M-teorie ale ještě čeká na vysvětlení.[1]
Přehled strunových teorií
Strunové teorie | ||
---|---|---|
Typ | Rozměry |
Detaily |
Bosonová | 26 | Pouze bosony, žádné fermiony, to znamená pouze síly, žádná hmota, s otevřenými i uzavřenými strunami; hlavní chyba teorie: částice s imaginární hmotností, nazvané tachyony. |
I | 10 | Supersymetrie mezi silami a hmotou, s otevřenými i uzavřenými strunami, žádné tachyony, grupová symetrie je SO(32) |
IIA | 10 | Supersymetrie mezi silami a hmotou, pouze s uzavřenými strunami, žádné tachyony, nehmotné fermiony mají spin v obou směrech (nechirální) |
IIB | 10 | Supersymetrie mezi silami a hmotou, pouze s uzavřenými strunami, žádné tachyony, nehmotné fermiony mají spin pouze v jednom směru (chirální) |
HO | 10 | Supersymetrie mezi silami a hmotou, pouze s uzavřenými strunami, žádné tachyony, heterotická, význam strun pohybujících se vlevo a vpravo se liší, grupová symetrie je SO(32) |
HE | 10 | Supersymetrie mezi silami a hmotou, pouze s uzavřenými strunami, žádné tachyony, heterotická, význam strun pohybujících se vlevo a vpravo se liší, grupová symetrie je E8×E8 |
Struny a blány
-
Feynmanův diagram (vlevo) převeden na strunový model (vpravo).
-
Feynmanův diagram (vlevo) převeden na strunový model (vpravo).
-
Model Frobeniovy věty.
-
Struny na anuloidu a na kouli.
Kromě jednorozměrných strun předpokládá teorie také existenci vícerozměrných útvarů, tzv. p-blán (membrán). Uzavřené struny mohou vibrovat buď volně na bláně anebo na blánu navinuté (viz struny na anuloidu). Konce otevřených strun se mohou pohybovat pouze po bláně.
Co teorie superstrun vysvětluje
Experimentálně je známo, že elementární částice tzv. standardního modelu jsou uspořádány do tří rodin, navzájem odlišných pouze hmotností. Standardní model nemá pro toto žádné jednoznačné a teoreticky podložené vysvětlení. V teorii superstrun byl vysloven předpoklad, že tři rodiny elementárních částic by mohly souviset se základní topologickou charakteristikou geometrických objektů, která se nazývá genus. Intuitivně jde o počet otvorů v geometrickém objektu, kterým jsou tzv. Calabiho–Yauovy variety.
Superstrunová teorie by měla být teorií elementárních částic a mezi množinou zatím nepozorovaných částic je též teorií předpovězená nehmotná částice se spinem dva, tj. takové vlastnosti by měl mít graviton jakožto součást kvantové teorie gravitace.
Superstrunná teorie docílila určitého pokroku v práci se singularitami a divergencemi, umožňuje matematicky lépe popsat některé související teoretické představy, např. pro období krátce po velkém třesku nebo entropii černé díry.
Co teorie superstrun nevysvětluje
Teorie superstrun, přinejmenším ve své současné podobě, má jen značně neurčitou a nejasnou formální i obsahovou strukturu (postuláty, rovnice, interpretace). Neumožňuje vypočíst hmotnosti elementárních částic, ani hodnoty těch vazebních konstant a parametrů, které figurují již ve standardním modelu. Nepodává žádný jasný a jednoznačný předpis pro tzv. kompaktifikaci, tedy problém, jak přejít z prostoru o předpokládaném vysokém počtu dimenzí (např. 11 nebo 27) do běžného čtyřrozměrného časoprostoru. Příslušných produktů kompaktifikace, tzv. Calabiho–Yauových variet, existuje pak nespočetně mnoho a není známo, na základě jakého dodatečného principu mezi nimi fyzikálně vybrat a docílit konkrétnější předpovědi. Tím, že teorie superstrun připouští v podstatě téměř libovolně vysoký počet nikdy nepozorovaných elementárních částic, neposkytuje ani určení toho, kolik elementárních částic vlastně existuje. Teorie superstrun dnes neumožňuje prakticky žádné testovatelné netriviální předpovědi v oblasti experimentálně dostupné fyziky. Nezanedbatelná část fyziků proto na teorii superstrun v její současné podobě pohlíží skepticky, anebo mnohá její tvrzení přímo odmítá.
Experimentální ověření
Experimentální ověření teorie zatím neexistuje, určitým pokrokem by mohlo být uvedení do provozu LHC, který začal pracovat v září 2008. Fyzikové doufají, že by mohly být s jeho pomocí objeveny alespoň některé z mnoha supersymetrických částic, které teorie superstrun předpovídá. Protože však současné teorie superstrun připouštějí supersymetrických částic v podstatě neomezené množství, významnější verifikace teorie touto cestou je obtížná.
Další možností pro dílčí verifikaci teorie by mohlo být přímé pozorování obří superstruny ve vesmíru. Přesněji řečeno, nějakého geometrického útvaru, který by bylo možné interpretovat jako Calabiho–Yauovu varietu v teorii superstrun. Takováto superstruna by snad mohla vzniknout v raných fázích vesmíru a nyní by se mohla při pozorování jevit jako určitá gravitační čočka. Možnosti tohoto typu jsou ovšem dosud velmi nejasné a neprůkazné nejen na úrovni experimentu, ale i na úrovni interpretace, která je u teorie superstrun zatím málo rozpracovaná.
Odkazy
Reference
Literatura
- Brian Greene: Elegantní vesmír. Superstruny, skryté rozměry a hledání finální teorie, Mladá fronta, Praha 2001, ISBN 80-204-0882-7
- Brian Greene: Struktura vesmíru - Čas, prostor a povaha reality, Paseka, Praha- Litomyšl 2006, ISBN 80-7185-720-3
- Stephen Hawking: Vesmír v kostce, ISBN 80-7203-421-9
- Michio Kaku: Paralelní světy – Putování stvořením, vyššími dimenzemi a budoucností vesmíru, ISBN 978-80-7203-847-3
- Michio Kaku: Hyperprostor – Vědecká odysea paralelními vesmíry, zakřiveným prostorem a desátým rozměrem, ISBN 978-80-257-0013-6
- Michio Kaku: Dále než Einstein. Hledání teorie vesmíru, ISBN 978-80-257-0142-3
- WOIT, Peter. Dokonce ani ne špatně. 1. vyd. : PASEKA, 2010. 336 s. (Fénix). Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-07-14. ISBN 978-80-7432-029-3. Archivováno 14. 7. 2014 na Wayback Machine.
Související články
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk