科学家为什么还未放弃弦理论?它有何特殊?

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资讯发布 发表于 2020-1-16 16:36:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

20世纪60年代,物理学家们已经发现了他们认为是物质的根本成分(质子、中子和电子)。随后他们完成了将量子力学和狭义相对论与量子电动力学(QED)同一起来的壮举,QED是对电磁力的完全量子形貌,主要研究电磁场与带电粒子相互作用的根本过程,详细包罗电磁相互作用的量子性子(即光子的发射和吸收)、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等。

科学家为什么还未放弃弦理论?它有何特殊?

但厥后,科学家们不满足于此,开始研发非常强大的粒子对撞机,突然间,他们开始对这些发现产生了迷茫。在这些仪器中,物理学家发现了一堆分裂的质子和中子,表明此前发现的这些粒子根本不是根本粒子。更糟的是,对撞机开始产生各种新的粒子介子,共振,等等。这一切都让科学家怀疑统治它们的是一种新的自然力量,一种强大的力量。科学家们开始不知所措了,而这时候弦理论的提出给科学家们起到了指引性的作用,就像是大海中的一盏明灯,科学家们又出现了新的盼望。

弦理论

科学家为什么还未放弃弦理论?它有何特殊?

弦理论是一种假设的想法,声称是一种关于一切的理论,能够解释全部现实的根本微观方面,从自然的力量到全部物质的构建块。这是一个强大的想法,但是没有人能完成证实,更没有人经过测试,但它已经持续了几十年。早期弦理论是用于解出强相互作用力的作用模式,强相互作用力是作用于强子之间的力,是所知的四种宇宙间根本作用力中最强的。然而通过研究人们发现了险些全部的最根本粒子,包罗正反夸克,正反电子,正反中微子等等,以及四种根本作用力“粒子”,都是由一小段的不绝抖动的能量弦线所构成,而各种粒子彼此之间的差异只是这弦线抖动的方式和形状的差别而已。

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于是接下来,弦理论成为了科学家们研究的主流,弦理论之所以会吸引这么多注意,大部分的原因是由于它很有可能会成为终极理论。然而弦理论依然只是理论,此中无法得到实行证实的原因之一是现在尚没有人对弦理论有充足的了解而做出正确的猜测,另一个则是现在的高速粒子加速器还不敷强大。因此科学家们利用现在的和正在筹办中的新一代的高速粒子加速器试图探求超弦理论里主要的超对称性学说所猜测的超粒子。

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但是弦理论的出现为科学家解释了许多未能解释的现象,这些弦好像是强力的根本组成部分,它们的量子力学振动决定了它们在微观天下中的属性——换句话说,它们的振动让它们看起来和行动起来都像是微小的粒子。

重子弦理论的消亡

最后,这个早期版本的弦理论,被称为重子弦理论,由于它试图解释的粒子种类,并没有达到预期的效果。这是极其困难的工作,使猜测险些不可能。它还要求存在速度超过光速的粒子,即速子。这是早期弦理论的一个主要题目,由于速子不存在,如果它们存在,就会公然违反非常成功的狭义相对论。

科学家为什么还未放弃弦理论?它有何特殊?

终极,重子弦理论的消亡有两个原因。起首,它做出了与实行不符的猜测。这是一个科学上的禁忌。第二,强作用力的另一种理论,它包罗一种叫做夸克的假设粒子和一种叫做胶子的力载体,能够被折叠到量子框架中并成功地做出猜测。这个新的理论,被称为量子色动力学,或QCD,今天仍然是我们关于强核力的理论。它是一种强相互作用的规范理论,它形貌组成强作用粒子(强子)的夸克和与色量子数相接洽的规范场的相互作用,可以同一地形貌强子的布局和它们之间的强相互作用,被认为是有盼望的强作用根本理论。

科学家为什么还未放弃弦理论?它有何特殊?

至于弦理论,在20世纪70年代,一旦理论学家们意识到它可以形貌比强力更多的东西,而且在他们找到一种方法来摆脱理论中的速子猜测之后,它再次引起了人们的注意。这个理论仍然必要额外的维度,但是物理学家能够把这个数字低沉到一个听起来更合理的10维。当我们意识到这些维度可能很小,而且蜷缩在我们可以直接观察到的标准之下时,弦理论好像也就没有那么古怪了。

说实话,弦理论挑衅了传统的物理学,摆在弦理论研究眼前的,是一幅广阔的远景和一条困难的道路,这是一条热闹又孤独的旅程,它所涉及的题目对对我们完全是一片未知,在证实它和质疑它的同时,我们都能感受到此中的魅力,这大概是它亘古流传的机密吧!


来源:https://www.toutiao.com/a6782058937014288907/
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