Loop kvant tortishish kuchi - bu nima? Aynan shu savolni biz ushbu maqolada ko'rib chiqamiz. Boshlash uchun biz uning xususiyatlarini va faktik ma'lumotlarini aniqlaymiz, so'ngra uning raqibi - simlar nazariyasi bilan tanishamiz, biz halqa kvant tortishishini tushunish va o'zaro bog'liqlik uchun umumiy shaklda ko'rib chiqamiz.
Kirish
Kvant tortishishini tavsiflovchi nazariyalardan biri bu koinot tashkil etilishining kvant darajasidagi halqa tortishish kuchi haqidagi ma'lumotlar to'plamidir. Ushbu nazariyalar Plank shkalasi bo'yicha vaqtning ham, makonning ham diskretligi kontseptsiyasiga asoslanadi. Pulsatsiyalanuvchi olam haqidagi gipotezani amalga oshirishga imkon beradi.
Li Smolin, T. Jeykobson, K. Rovelli va A. Ashtekar aylana kvant tortishish nazariyasining asoschilaridir. Uning shakllanishining boshlanishi 80-yillarga to'g'ri keladi. XX asr. Ushbu nazariyaning bayonotlariga ko'ra, "resurslar" - vaqt va makon - diskret bo'laklar tizimi. Ular kvant o'lchamidagi hujayralar sifatida tavsiflanadi, ular maxsus tarzda birlashtiriladi. Biroq, katta o'lchamlarga erishganimizda, biz fazo-vaqtning silliqlashini kuzatamiz va bu bizga doimiy bo'lib tuyuladi.
Loop tortishish kuchi va koinot zarralari
Loop kvant tortishish nazariyasining eng yorqin "xususiyatlaridan" biri uning fizikadagi ba'zi muammolarni hal qilishning tabiiy qobiliyatidir. Bu zarrachalar fizikasining standart modeliga oid koʻplab masalalarni tushuntirish imkonini beradi.
2005 yilda S. Bilson-Tompsonning maqolasi chop etildi, u unda kengaytirilgan lenta ob'ekti shaklini olgan o'zgartirilgan Rishon Xarariga ega modelni taklif qildi. Ikkinchisi lenta deb ataladi. Hisoblangan potentsial shuni ko'rsatadiki, u barcha kichik komponentlarning mustaqil tashkil etilishi sababini tushuntirishi mumkin. Axir, rang zaryadini keltirib chiqaradigan bu hodisa. Oldingi preon modeli o'zi uchun nuqta zarralarini asosiy element sifatida ko'rib chiqdi. Rang zaryadi taxmin qilingan. Ushbu model elektr zaryadlarini topologik ob'ekt sifatida tasvirlash imkonini beradi, ular lentani burish holatida paydo bo'lishi mumkin.
Ushbu hammualliflarning 2006-yilda chop etilgan ikkinchi maqolasi L. Smolin va F. Markopolu ham ishtirok etgan asardir. Olimlar halqalilar sinfiga kiruvchi kvant halqa tortishishning barcha nazariyalari ularda fazo va vaqt kvantlanish bilan qo'zg'atilgan holatlar ekanligini ta'kidlaydilar, degan farazni ilgari surdilar. Bu davlatlar preonlarning rolini o'ynashi mumkin, bu esa taniqli standart modelning paydo bo'lishiga olib keladi. Bu, o'z navbatida, sabab bo'ladinazariya xossalarining paydo bo'lishi.
To'rtta olim, shuningdek, kvant halqa tortishish nazariyasi standart modelni qayta ishlab chiqarishga qodir, deb taklif qilishdi. U to'rtta asosiy kuchni avtomatik tarzda o'zaro bog'laydi. Bu shaklda "bred" (bir-biriga bog'langan tolali fazo-vaqt) tushunchasi ostida bu erda preonlar tushunchasi nazarda tutilgan. Aynan miyalar zarrachalarning "birinchi avlodi" vakillaridan to'g'ri modelni qayta yaratishga imkon beradi, ular fermionlar (kvarklar va leptonlar) asosida fermionlarning zaryadini va paritetini qayta tiklashning asosan to'g'ri usullariga ega.
Bilson-Tompson 2 va 3-avlodlarning asosiy "seriyalari" dan fermionlar bir xil bradlar sifatida taqdim etilishi mumkin, ammo yanada murakkab tuzilishga ega bo'lishini taklif qildi. 1-avlod fermionlari bu erda eng oddiy miyalar bilan ifodalanadi. Biroq, bu erda ularning qurilmasining murakkabligi haqida aniq g'oyalar hali ilgari surilmaganligini bilish muhimdir. Rang va elektr turlarining zaryadlari, shuningdek, birinchi avloddagi zarrachalar paritetining "holati" boshqalarda bo'lgani kabi, xuddi shunday tarzda shakllanadi, deb ishoniladi. Ushbu zarralar kashf etilgandan so'ng, kvant tebranishlari orqali ularga ta'sir qilish uchun ko'plab tajribalar o'tkazildi. Tajribalarning yakuniy natijalari shuni ko'rsatdiki, bu zarralar barqaror va parchalanmaydi.
Tasma tuzilishi
Biz bu yerda hisob-kitoblardan foydalanmasdan nazariyalar haqidagi ma’lumotlarni ko’rib chiqayotganimiz sababli, ayta olamizki, bu tsikl kvant tortishish kuchichoynaklar . U esa lenta tuzilmalarini tasvirlamasdan ishlay olmaydi.
Materiya fazo-vaqt bilan bir xil "narsalar" bilan ifodalangan ob'ektlar Bilson-Tompson bizga taqdim etgan modelning umumiy tavsiflovchi ko'rinishidir. Ushbu ob'ektlar berilgan tavsiflovchi xarakteristikaning lenta tuzilmalari hisoblanadi. Ushbu model bizga fermionlar qanday hosil bo'lishini va bozonlarning qanday hosil bo'lishini ko'rsatadi. Biroq, bu brending yordamida Xiggs bozonini qanday olish mumkinligi haqidagi savolga javob bermaydi.
L. Freidel, J. Kovalskiy-Glikman va A. Starodubtsev 2006 yilda bir maqolada gravitatsiyaviy maydonlarning Vilson chiziqlari elementar zarrachalarni tasvirlay olishini taklif qilishgan. Bu shuni anglatadiki, zarralar ega bo'lgan xususiyatlar Vilson halqalarining sifat parametrlariga mos kelishi mumkin. Ikkinchisi, o'z navbatida, halqa kvant tortishishning asosiy ob'ektidir. Ushbu tadqiqotlar va hisob-kitoblar, shuningdek, Bilson-Tompson modellarini tavsiflovchi nazariy yordam uchun qo'shimcha asos sifatida ko'rib chiqiladi.
Ushbu maqolada (T. P. K. G.) oʻrganilgan va tahlil qilingan nazariyaga bevosita bogʻliq boʻlgan aylanma koʻpik modelining formalizmidan, shuningdek, kvant halqa tortishish nazariyasining dastlabki qator tamoyillariga asoslanib, Standart Modelning ilgari olinmagan ba'zi qismlarini qayta ishlab chiqarish mumkin. Bular foton zarralari, shuningdek, glyuonlar va gravitonlar edi.
Mana borshuningdek, gelon modeli, unda bradlar yo'qligi sababli hisobga olinmaydi. Ammo modelning o'zi ularning mavjudligini inkor etishning aniq imkoniyatini bermaydi. Uning afzalligi shundaki, biz Xiggs bozonini o'ziga xos kompozit tizim sifatida tasvirlashimiz mumkin. Bu katta massa qiymatiga ega bo'lgan zarrachalarda yanada murakkab ichki tuzilmalar mavjudligi bilan izohlanadi. Bradlarning burilishini hisobga olgan holda, biz bu strukturaning ommaviy yaratish mexanizmi bilan bog'liq bo'lishi mumkinligini taxmin qilishimiz mumkin. Masalan, fotonni nol massali zarracha sifatida tasvirlaydigan Bilson-Tompson modelining shakli burilmagan brad holatiga mos keladi.
Bilson-Tompson yondashuvini tushunish
Kvant halqasining tortishish kuchiga oid ma'ruzalarda Bilson-Tompson modelini tushunishning eng yaxshi yondashuvini tavsiflashda elementar zarrachalarning preon modelining bunday tavsifi elektronlarni to'lqin tabiatining funktsiyalari sifatida tavsiflash imkonini berishi ta'kidlanadi. Gap shundaki, kogerent fazalarga ega bo'lgan spin ko'piklari ega bo'lgan kvant holatlarining umumiy sonini to'lqin funksiyasi atamalari yordamida ham tasvirlash mumkin. Hozirgi vaqtda elementar zarralar va T. P. K. G.
nazariyasini birlashtirishga qaratilgan faol ish olib borilmoqda.
Loop kvant tortishish haqidagi kitoblar orasida, masalan, O. Feyrinning kvant olamining paradokslari haqidagi asarlarida koʻplab maʼlumotlarni topishingiz mumkin. Boshqa ishlar qatorida, Li Smolinning maqolalariga e'tibor qaratish lozim.
Muammolar
Maqola, Bilson-Tompsonning o'zgartirilgan versiyasida, buni tan oladizarracha massa spektri hal qilinmagan muammo bo'lib, uning modeli tasvirlab bera olmaydi. Bundan tashqari, u aylanishlar, Cabibbo aralashtirish bilan bog'liq muammolarni hal qilmaydi. Bu yanada fundamental nazariyaga havolani talab qiladi. Maqolaning keyingi versiyalarida Pachner o‘tish usulidan foydalangan holda bradlar dinamikasini tavsiflashga murojaat qilinadi.
Fizika olamida doimiy qarama-qarshilik mavjud: simlar nazariyasi va halqa kvant tortishish nazariyasi. Bu ikki fundamental asar boʻlib, ular ustida dunyoning koʻplab mashhur olimlari ishlagan va ishlamoqda.
String nazariyasi
Kvant halqasi tortishish nazariyasi va simlar nazariyasi haqida gapirganda, bu koinotdagi materiya va energiya tuzilishini tushunishning mutlaqo boshqa ikkita usuli ekanligini tushunish muhimdir.
String nazariyasi fizika fanining "evolyutsiya yo'li" bo'lib, u nuqta zarralari orasidagi emas, balki kvant satrlari orasidagi o'zaro ta'sirlar dinamikasini o'rganishga harakat qiladi. Nazariya materiali kvant dunyosi mexanikasi g'oyasini va nisbiylik nazariyasini birlashtiradi. Bu insonga kelajakda kvant tortishish nazariyasini yaratishga yordam berishi mumkin. Aynan o'rganilayotgan ob'ektning shakli tufayli bu nazariya olam asoslarini boshqacha tasvirlashga harakat qiladi.
Kvant halqasi tortishish nazariyasidan farqli o'laroq, simlar nazariyasi va uning asoslari faraziy ma'lumotlarga asoslanadi, bu esa har qanday elementar zarracha va uning fundamental xarakterdagi barcha o'zaro ta'sirlari kvant satrlarining tebranishlari natijasi ekanligini ko'rsatadi. Koinotning ushbu "elementlari" ultramikroskopik o'lchamlarga ega va Plank uzunligi shkalasi bo'yicha 10-35 m.
Ushbu nazariyaning ma'lumotlari matematik jihatdan juda aniq ma'noga ega, ammo u hali tajribalar sohasida haqiqiy tasdiqni topa olmadi. String nazariyasi ko'p o'lchovlar bilan bog'liq bo'lib, ular har xil turdagi va mutlaqo hamma narsaning rivojlanish shakllariga ega bo'lgan cheksiz sonli olamlardagi ma'lumotlarning talqini hisoblanadi.
Asosiy
Loop kvant tortishishmi yoki simlar nazariyasimi? Bu juda muhim savol, bu qiyin, ammo tushunish kerak. Bu, ayniqsa, fiziklar uchun juda muhimdir. String nazariyasini yaxshiroq tushunish uchun bir nechta narsalarni bilish muhim.
String nazariyasi bizga har bir fundamental zarrachaning oʻtish jarayoni va barcha xususiyatlarini tavsiflab berishi mumkin, ammo bu faqat fizikaning past energiyali sohasiga simlarni ekstrapolyatsiya qila olsakgina mumkin boʻladi. Bunday holda, bu zarralarning barchasi cheksiz sonli mahalliy bo'lmagan bir o'lchovli linzalarda qo'zg'alish spektrida cheklovlar shaklida bo'ladi. Satrlarning xarakterli o'lchami juda kichik qiymatdir (taxminan 10-33 m). Shuni hisobga olgan holda, odam ularni tajribalar jarayonida kuzatishga qodir emas. Ushbu hodisaning analogi musiqa asboblarining torli tebranishidir. Satrni "shakllantiradigan" spektral ma'lumotlar faqat ma'lum bir chastota uchun mumkin bo'lishi mumkin. Chastotaning ortishi bilan energiya (tebranishlardan to'plangan) kuchayadi. Agar biz ushbu bayonotga E=mc2 formulasini qo’llasak, u holda Olamni tashkil etuvchi moddaning tavsifini yaratishimiz mumkin. Nazariya o'zini namoyon qiladigan zarracha massasining o'lchamlarini taxmin qiladitebranish torlari haqiqiy dunyoda kuzatiladi.
Spring fizikasi fazo-vaqt oʻlchovlari haqidagi savolni ochiq qoldiradi. Makroskopik dunyoda qo'shimcha fazoviy o'lchamlarning yo'qligi ikki yo'l bilan izohlanadi:
- O'lchamlarni ixchamlashtirish, ular Plank uzunligi tartibiga mos keladigan o'lchamlarga aylantiriladi;
- Koʻp oʻlchovli koinotni tashkil etuvchi zarralar sonining toʻrt oʻlchovli “Dunyo varagʻi”da lokalizatsiyasi.
Kvantlash
Ushbu maqolada dummilar uchun halqa kvant tortishish nazariyasi kontseptsiyasi muhokama qilinadi. Bu mavzuni matematik darajada tushunish juda qiyin. Bu erda biz tavsiflovchi yondashuvga asoslangan umumiy tasvirni ko'rib chiqamiz. Bundan tashqari, ikkita "qarama-qarshi" nazariyaga nisbatan.
String nazariyasini yaxshiroq tushunish uchun birlamchi va ikkilamchi kvantlash yondashuvining mavjudligi haqida bilish ham muhim.
Ikkinchi kvantlash qatorli maydon tushunchalariga, ya'ni doiralar fazosi uchun funksionalga asoslanadi, bu kvant maydon nazariyasiga o'xshaydi. Birlamchi yondashuvning formalizmlari matematik usullar orqali ularning tashqi sohalarida test satrlari harakatining tavsifini yaratadi. Bu satrlar orasidagi o'zaro ta'sirga salbiy ta'sir ko'rsatmaydi, shuningdek, iplarning parchalanishi va birlashishi fenomenini ham o'z ichiga oladi. Asosiy yondashuv qator nazariyalari va an'anaviy maydon nazariyasi da'volari o'rtasidagi bog'liqlikdirdunyo yuzasi.
Supersimmetriya
String nazariyasining eng muhim va majburiy, shuningdek, real "elementi" supersimmetriyadir. Nisbatan past energiyalarda kuzatiladigan zarrachalarning umumiy to'plami va ular orasidagi o'zaro ta'sirlar Standart modelning strukturaviy komponentini deyarli barcha shakllarda takrorlay oladi. Standart modelning ko'pgina xususiyatlari superstring nazariyasi nuqtai nazaridan oqlangan tushuntirishlarga ega, bu ham nazariya uchun muhim dalildir. Biroq, simlar nazariyalarining u yoki bu cheklanishini tushuntirib beradigan printsiplar hali mavjud emas. Bu postulatlar standart modelga oʻxshash dunyo shaklini olish imkonini berishi kerak.
Xususiyatlar
String nazariyasining eng muhim xossalari:
- Olamning tuzilishini belgilovchi tamoyillar tortishish kuchi va kvant olamining mexanikasidir. Ular umumiy nazariyani yaratishda ajratib bo'lmaydigan komponentlardir. String nazariyasi bu taxminni amalga oshiradi.
- Yigirmanchi asrning koʻplab ishlab chiqilgan kontseptsiyalari boʻyicha tadqiqotlar oʻzining koʻplab ishlash va tushuntirish tamoyillari bilan dunyoning fundamental tuzilishini tushunishga imkon beradi, ular birlashtirilib, simlar nazariyasidan kelib chiqadi.
- String nazariyasi standart modelda talab qilinganidek, kelishuvni ta'minlash uchun sozlanishi kerak bo'lgan bepul parametrlarga ega emas, masalan.
Xulosa
Oddiy qilib aytganda, kvant halqasining tortishish kuchi haqiqatni idrok etishning bir usuli hisoblanadi.dunyoning asosiy tuzilishini elementar zarrachalar darajasida tasvirlashga harakat qiladi. Bu fizikaning materiyaning tashkil etilishiga ta'sir qiluvchi ko'plab muammolarini hal qilish imkonini beradi, shuningdek, dunyodagi etakchi nazariyalardan biriga kiradi. Uning asosiy raqibi torlar nazariyasi bo'lib, ikkinchisining ko'plab to'g'ri bayonotlarini hisobga olsak, bu juda mantiqiydir. Ikkala nazariya ham elementar zarrachalarni tadqiq qilishning turli sohalarida o‘z tasdig‘ini topadi va “kvant dunyosi” va tortishish kuchini birlashtirishga urinishlar hozirgacha davom etmoqda.
