Теоретична фізика є малозрозумілою для багатьох, але в той же час несе першорядне значення в вивченні навколишнього нас світу.
Завдання будь-якого фізика теоретика полягає в побудові математичної моделі, теорії здатної пояснити ті чи інші процеси в природі.
потреба
Як відомо, фізичні закони макросвіту, тобто світу, в якому існуємо ми, значно відрізняються від законів природи в мікросвіті - в межах якого живуть атоми, молекули і елементарні частинки. Прикладом буде складний для розуміння принцип під назвою карпускулярний-хвильовий дуалізм, згідно з яким мікрооб'єкти (електрон, протон і інші) можуть бути як частинками, так і хвилею.
[more]
Як і нам, фізикам-теоретикам хочеться описати світ коротко і зрозуміло, що і є основним покликанням теорії струн. З її допомогою можна пояснити деякі фізичні процеси, як на рівні макросвіту, так і на рівні мікросвіту, що робить її універсальною, що об'єднує інші раніше не зв'язані теорії (загальну теорію відносності і квантову механіку).
суть
Відповідно до теорії струн, весь світ будується не з частинок, як вважається сьогодні, а з нескінченно тонких об'єктів довжиною в 10-35 м, що мають здатність здійснювати коливання, що дозволяє провести аналогію зі струнами. За допомогою складного математичного механізму ці коливання можна пов'язати з енергією, а значить і з масою, іншими словами будь-яка частка виникає в результаті того чи іншого типу коливання квантової струни.
Проблеми та особливості
Як і будь-яка непідтверджена теорія, теорія струн має ряд проблем, які говорять про те, що вона потребує доопрацювання. У число цих проблем входить, наприклад, така - в результаті обчислень математично був новий тип частинок, які не можуть існувати в природі - тахіони, квадрат маси яких менше нуля, а швидкість переміщення перевищує швидкість світла.
Інший же важливою проблемою, або скоріше особливістю є існування теорії струн лише в 10-вимірному просторі. Чому ж ми сприймаємо інші виміри? - Вчені прийшли до висновку, що на дуже маленьких масштабах ці простору згортаються і замикаються самі по собі, в результаті чого нам не вдається їх визначити.
розвиток
Існує два типи частинок: ферміони - частинки речовини, і бозони - переносники взаємодії. Наприклад, фотон є бозоном, переносить електромагнітне взаємодія, гравітон - гравітаційне, або той же бозон Хіггса, який поширює взаємодія з полем Хіггса. Так от якщо теорія струн враховувала лише бозони, то теорія суперструн також врахувала і ферміони, що дозволило позбутися від тахіон.
Кінцевий варіант принципу суперструн розроблений Едвардом Віттені і називається «м-теорія», згідно з якою для об'єднання всіх різних версій суперструн теорії слід ввести 11-те вимір.
На цьому, мабуть, можна і закінчити. Роботи по вирішенню проблем і доопрацювання наявної математичної моделі усередині ведуться фізиками-теоретиками різних країн світу. Можливо, незабаром ми нарешті зможемо зрозуміти структуру оточуючого нас світу, проте озираючись на обсяг і складність вищесказаного, очевидно, що отримане опис світу не буде зрозуміло без певної бази знань в галузі фізики і математики.
Чому ж ми сприймаємо інші виміри?
