超弦理論
物理理论
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超弦理论(英語:Superstring Theory),属于弦理论的一种,有五個不同的超弦理論。超弦理論旨在探尋一可統一各基本作用力及解釋基本物質的理論,透過嚴謹的數學框架來定義和賦予物質質量、解釋萬物運行規則。也指狭义的弦理论。是一種引進了超對稱的弦論,其中指物質的基石為至少九維時空中的弦。
理論基礎
编辑- 十一維時空(十維空間加一維时間)
为了将玻色子和费米子统一,科学家预言了这种粒子,由于实验条件的限制,人们很难找到这种能够证明弦理论的粒子。超弦理论作为最为艰深的理论之一,吸引着很多理论研究者对它进行研究,是萬有理論的候選者之一(指小至可來解釋我們所知的一切作用力,大至於解釋宇宙所有物理奧秘的全面性理論)。
弦理论中的超对称
编辑弦理论是我们知道的唯一能融合广义相对论和量子力学的方式,但只有超对称的弦理论才能避免快子问题,才能包括费米子振动模式从而才能说明组成我们世界的物质粒子。为了实现引力的量子力学,也为了一切力和物质的大统一,超对称性与弦理论手拉手地走来了。假如弦理论是对的,物理学家希望超对称性也是对的。
主要類型有:
懷疑論
编辑弦論最致命弱點是它需要極高時空維度如11維度才能成立,與我們的四維時空不符,卡魯扎-克萊因理論是五維理論就因與四維時空不符而被拋棄,弦論的超高維度更是匪夷所思,尤其值得注意的是廣義和狹義相對論都是四維時空理論,11維的弦論能否和相對論相容令人懷疑,另外弦論預測的重力子和超伴子等在LHC 等實驗觀測一無所獲,因此弦論使學界深深懷疑。
註釋
编辑- ^ Jim Holt, "Unstrung", The New Yorker, October 2, 2006. [2014-07-28]. (原始内容存档于2011-06-06).
- ^ "there ain't no experiment that could be done nor is there any observation that could be made that would say, `You guys are wrong.' The theory is safe, permanently safe." He also said, "Is this a theory of Physics or Philosophy? I ask you" NOVA interview (页面存档备份,存于互联网档案馆))
參考文獻
编辑- Kaku, Michio. Introduction to Superstring and M-Theory 2nd edition. New York, USA: Springer-Verlag. 1999.
- Shen, Sinyan. Introduction to Superfluidity 2nd edition. Beijing, China: Science Press. 1982.
- Greene, Brian. The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory. Random House Inc. 2000.
- Greene, Brian. The Elegant Universe(台灣中文譯本《優雅的宇宙》或大陸中文譯本《宇宙的琴弦》). W.W. Norton and Co. New York,NY. c1999. ISBN 978-0-375-70811-4