🔴💥String theory💥🔴

🔗Credit: https://www.space.com/17594-string-theory.html

#Stringtheory
#Mtheorem
#physics
#Highenergyphysics




✅@PSA_AUT

🔴💥نظریه ریسمان💥🔴

قسمت اول: تاریخچه

۱۹۶۸:
اولین مدل‌های دوگانه متولد میشوند. این نظریه ها به عنوان یک راه حل صرفا زیبایی شناختی برای برخی از پازل‌های نظری و تجربی مربوط به نیروی هسته‌ای قوی سرچشمه میگیرند. مدتی طول کشید تا مردم متوجه شوند که ریاضیات این نظریه‌ها را می‌توان به عنوان رفتار رشته‌های بنیادی(به جای ذرات بنیادی) استخراج کرد.

۱۹۷۳-۴:

کرومودینامیک کوانتومی (تلاش مبتنی بر QFT برای توصیف نیروی هسته‌ای قوی) شروع به برنده شدن میکند. زیرا آزمایش‌ها پیش بینی‌های آن را به جای پیش‌بینی‌های نظریه ریسمان اولیه تایید می‌کنند. اکثر فیزیکدانان نظریه ریسمان را به عنوان یک نتیجه ناکارآمد مینویسند، اما تعداد کمی از ارزش اساسی آن متقاعد شده و آن را مجدداً به عنوان یک نظریه گرانش کوانتومی تفسیر کنند.

۱۹۷۴:
ایده "ابرتقارن" فضازمان با الهام از اختراع ابرتقارن "ورق صفحه" در نظریه ریسمان توسعه یافته است. در حالی که نظریه ریسمان پس از شکست آزمایشی خود به عنوان یک مکانیزم نیروی قوی در معرض نارضایتی قرار می‌گیرد، ابرتقارن به یک حوزه بسیار فعال از تحقیقات نظری تبدیل می‌شود.

۱۹۷۷:

یک بینش جدید، "طرح نمایی GSO" نشان میدهد که چگونه تاکیون‌های بی‌ثبات‌کننده را میتوان به طور مداوم از نظریه‌های ریسمان با ابرتقارن صفحه جهان حذف کرد‌. این یک مانع اصلی (و بالقوه کشنده) را از نظریه پاک می‌کند.

اوایل دهه ۱۹۸۰:
کشف شده است که این رشته‌های GSO دارای  ابرتقارن فضازمان هستند، نه فقط ابرتقارن صفحه جهان. این شروع به نزدیکتر کردن نظریه ریسمان به جریان اصلی فعلی فیزیک انرژی بالا میکند.

۱۹۸۴:

دو پیشرفت بزرگ، انقلاب اول ابرریسمان را آغاز میکند:
اول: لغو ناهنجاری نشان میدهد که برخی ناسازگاری‌های ظریف که به نظر میرسید نظریه ریسمان را نابود میکنند، به طور معجزه‌آسایی در سه نوع شناخته شده نظریه ابرریسمان لغو میشوند.
دوم: دو مورد دیگر که در آنها لغو شده‌اند، پیدا شده و مورد بررسی قرار میگیرند که باعث ایجاد رشته هتروتیک میشود که نوید زیادی برای توصیف مدل استاندارد دارد.
این تحولات هیجان فوق‌العاده‌ای ایجاد می‌کند و نظریه ریسمان را به جریان اصلی بازمیگرداند. با این حال در اواخر دهه ۱۹۸۰، سرعت کشف کاهش یافته است. یک نگرانی این بود که به نظر میرسید پنج نوع متمایز اما به همان اندازه خوب از نظریه ریسمان وجود دارد: "نوع I"، "نوع IIA"، "نوع IIB" و Heterotic SO 32 و Heterotic E8xE8.

اوایل دهه ۱۹۹۰:

مطالعه دوگانگی و کشف D-branes انقلاب ابرریسمان دوم را آغاز کرد. به طور خاص مطالعه دوگانگی‌ها نشان داد که پنج نظریه ریسمان به ظاهر متمایز درواقع با یکدیگر مرتبط هستند (زمانی که پارامترهایی مانند قدرت تعامل با اندازه ابعاد اضافی از کوچک تا بزرگ متفاوت است).

۱۹۹۵:

نظریه M کشف شد و نکاتی درباره شکل نظریه ریسمان که ممکن است در نهایت به خود بگیرد ارائه میکند، حتی اگر ما هنوز نمیدانیم نظریه M چیست.


ادامه دارد... .

✏گردآورندگان: محمد رستمی، محدثه بنائی، سارا ایرانپور، زهرا یاسر

#Stringtheory
#Mtheorem
#physics
#Highenergyphysics




✅@PSA_AUT

🔴💥نظریه ریسمان💥🔴

قسمت دوم:

پیشتر گفتیم که مدل استاندارد ذرات بنیادین توانست تا حد زیادی فیزیک امروز را متحد و یکه کند، مگر در بخش گرانش که استثنا وجود داشت. مشکل گرانش نسبت به بقیه نیروها این است که نمیتوان آن را در مقیاس کوانتومی مورد بررسی قرار داد؛ پس باید به دنبال مدلی باشیم که بتواند گرانش را در میان بقیه ذرات بگنجاند.
نظریه ریسمان راه حلی بود که ارائه شد. 
ایده اصلی نظریه ریسمان بر این تفکر بنا شد که ذرات بنیادین را به جای یک ذره نقطه ای، یک موجود یک بعدی به نام ریسمان (String) بازنگری کنیم. نظریه ریسمان از حمایت خوبی توسط مکانیک کوانتومی برخوردار است؛ چرا که برهم کنش ها و اثر های متقابل میان ریسمان ها را میتوان به سادگی با تعمیم نظریه اغتشاش در نظریه میدان کوانتومی توضیح داد.
یک ریسمان میتواند بسته باشد و یک حلقه را تشکیل دهد یا اینکه باز باشد و دو سر باز داشته باشد. ریسمان ها ایعاد بسیاری کوچکی از مرتبه طول پلانک (planck length) یعنی (32-)^10 متر دارد . بیشتر فیزیکدانان نظری بر این عقیده اند که گرانش کوانتومی دراین مقیاس قابل مطالعه است.
تمام کیهان از ریسمان تشکیل شده است!
ایده اصلی نظریه ریسمان این است. چیز هایی که ما آنها را ذرات بنیادین می نامیم (چه فرمیون ها چه بوزن ها) همگی حاصل ارتعاشات این ریسمان ها هستند. حال از این ریسمان های باز یا بسته هر کدام با یک ارتعاش خاص باعث به وجود آمدن ویژگی های خاصی در آن ریسمان میشوند که نهایتا ما را وادار میکند آن را متمایز و به صورت یک ذره بررسی کنیم. نسخه های اولیه نظریه ریسمان که مختص بوزون ها (ذراتی که نیروها را میان فرمیون ها جابه جا میکنند) بود (Bosonic String Theory)؛ چرا که هدف اولیه فقط گنجاندن گرانش در مقیاس کوانتومی بود اما بعد ها با با ظاهر شدن نظریه ای که ابر ریسمان (Super String Theory) نامیده شد، فرمیون ها نیز درون این نظریه گنجانده شدند.
علاوه بر عدم توضیح فرمیون ها توسط نظریه  Bosonic String Theory این نظریه دو مشکل دیگر داشت. یکی اینکه محاسبات آن نیاز به دنیایی 26 بعدی داشت و مشکل دیگر که باز هم ناشی از ریاضیات این نظریه بود، پیش بینی وجود ذره ای به نام Tachyon بود که جرمی منفی داشت . نظریه ابر ریسمان مشکل پیش بینی Tachyon را کاملا حل کرد و در این نظریه دیگر ردی از جرم منفی دیده نمیشد، درباره ابعاد نیز نظریه ابر ریسمان تعداد بعد ها را از 26 به 10 بعد کاهش داد اما باز هم با این حال جهان ما یک جهان 4 بعدی است، 6 بعد از این نظریه اضافی به نظر میرسد. 
نظریه ابر ریسمان با اضافه کردن مفهوم Spinor  به ریسمان ها حاصل شد . با این حال نظریه ابر ریسمان را تنها زمانی میتوان پذیرفت که یک تقارن بنیادین را که از ریاضیات آن خارج میشود، نیز قبول کرد ، ابرتقارن (Supersymmetry) .
این تقارن بیان میکند که به ازای هر بوزون باید یک همتای فرمیونی وجود داشته باشد که این یعنی تعداد فرمیون ها با بوزون ها برابر است.
پس این نظریه با دو مشکل روبه رو است: یکی اینکه 6 بعد اضافی را در محاسباتش نیاز دارد و دیگری اینکه تعداد فرمیون های پیشنهادی آن با دنیای واقعی مطابقت ندارد.
تا کنون هیچکدام از این دو مشکل به صورت کامل و جدی حل نشده اند و هر دو، نقطه توقف نظری ریسمان تا به کنون بوده اند. برای مشکل ابعاد این نظریه دو پیشنهاد وجود دارد که از همه معروف تر هستند : یکی اینکه جهان ما یک لایه سه بعدی از یک جهان 9 بعدی است (که هردو یک بعد زمانی دارند) و دیگری اینکه 6 بعد اضافی در واقع در همین جهان ما هستند که به دور یک بعد دیگر پیچیده اند و به قدری ابعاد ریزی دارند که از دید ما فقط 3 بعد دیگری قابل مشاهده است.
اگر ایده دوم را بپذیریم، نظریه ابر ریسمان به پیش بینی بینهایت جهان با بینهایت قوانین متفاوت و گوناگون متفاوت دست میزند که جهان ما فقط یکی از آنهاست.
نظریه ابر ریسمان این جهان ها را به پنج دسته تقسیم می کند و برای هرکدام یک نوع نظریه ریسمان در نظر میگیرد:
Type I
Type IIA
Type IIB
Heterotic string theory (SO(32)
Heterotic string theory (E8×E8).

جالب این است که این پیشنهاد شاید بتواند دلیلی برای عدم برابری تعداد بوزون ها و فرمیون ها نیز ارائه دهد. ولی این پیشنهادات بسیار تخیلی و هنوز ناشناخته هستند و نمیتوان به عنوان یک نظریه از آنها یاد کرد.

ادامه دارد... .

✏گردآورندگان: محمد رستمی، محدثه بنائی، سارا ایرانپور، زهرا یاسر

#Stringtheory
#Mtheorem
#physics
#Highenergyphysics




✅@PSA_AUT

🔴💥نظریه ریسمان💥🔴

قسمت سوم:


نظریه همه چیز (TOE) یک چارچوب فرضی است که همه پدیده های فیزیکی شناخته شده در جهان را توضیح می دهد. محققان از زمان توسعه مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت آلبرت انیشتین در اوایل قرن بیستم، به دنبال چنین مدلی بودند.

هر یک از این ستون‌های فیزیک مدرن، حوزه تحقیقاتی مربوط به خود - کوچک‌ترین و عظیم‌ترین چیزهای کیهان - را با دقت شگفت‌آوری توصیف می‌کنند، اما هر دو مکانیک کوانتومی و نسبیت وقتی روی موضوع یکدیگر اعمال می‌شوند، شکست می‌خورند. تاکنون، یک نظریه فراگیر درباره همه چیز از دانشمندان دور مانده است و برخی معتقدند هدف نهایی غیرواقعی است.
در اواسط قرن بیستم، فیزیکدانان مدل استاندارد را توسعه دادند که «تئوری تقریباً همه چیز» نامیده می شود. این برهمکنش همه ذرات زیر اتمی شناخته شده و سه نیرو از چهار نیروی اساسی را توصیف می کند: الکترومغناطیس و نیروهای هسته ای قوی و ضعیف، اما نه گرانش.
مدلی که شامل گرانش نیز می شود، به عنوان نظریه گرانش کوانتومی شناخته می شود. برخی از محققان بر این باورند که نظریه ریسمان چنین چارچوبی است و برای نظریه همه چیز مناسب است. نظریه ریسمان فرض می کند که ذرات در واقع موجودات یک بعدی و رشته مانند هستند که در یک واقعیت 11 بعدی ارتعاش می کنند. ارتعاشات خواص ذرات مختلف مانند جرم و بار، آنها را تعیین می کند.
اما دانشمندان دیگر ایده نظریه ریسمان را یک بن بست فکری می دانند. پیتر ویت، فیزیکدان نظری در دانشگاه کلمبیا، بارها همکاران خود را به خاطر تعقیب چیزی که او یک رویای خیالی می‌داند، سرزنش کرده است.

وویت در وبلاگ خود نوشت: «مشکل اساسی تحقیقات یکسان سازی نظریه ریسمان این نیست که پیشرفت در 30 سال گذشته کند بوده است، بلکه منفی بوده است، با هر چیزی که آموخته شده است به وضوح نشان می دهد که چرا این ایده کار نمی کند».

استیون هاوکینگ، فیزیکدان، در کتاب پرفروش خود «تاریخ مختصر زمان» ( 1988 ) از تمایل خود برای کمک به ایجاد نظریه‌ای درباره همه چیز (که عنوان بیوگرافی 2014 او نیز بود) صحبت کرد. اما محقق معروف بعدها در زندگی تغییر عقیده داد. او فکر می‌کرد که چنین نظریه‌ای برای همیشه دور از دسترس خواهد بود؛ زیرا بر اساس یک سخنرانی در سال 2002 که در وب‌سایتی اختصاص داده شده به فیزیکدان فقید، توصیف‌های بشر از واقعیت همیشه ناقص است.

این واقعیت او را ناراحت نکرد بلکه او را امیدوار کرد. هاوکینگ گفت: «من اکنون خوشحالم که جستجوی ما برای درک، هرگز به پایان نخواهد رسید و ما همیشه چالش کشف جدید‌ را خواهیم داشت. بدون آن، ما راکد خواهیم بود».

ادامه دارد... .

✏گردآورندگان: محمد رستمی، محدثه بنائی، سارا ایرانپور، زهرا یاسر

#Stringtheory
#Mtheorem
#physics
#Highenergyphysics




✅@PSA_AUT

🔴💥نظریه ریسمان💥🔴

قسمت چهارم: نقدهای نظریه ریسمان۱

برای چندین دهه، فیزیکدانان مطمئن بودند که می توانند جهان را در تعداد انگشت شماری از معادلات پیچیده توضیح دهند. اکنون بسیاری ترسیده اند که به یک بن بست کشیده شده باشند!
بلندپروازانه ترین ایده ای که تاکنون توسط دانشمندان مطرح شده است، با شکست قابل توجهی روبرو است.
این اتهام حیرت انگیز توسط فیزیکدانان ناامید از جمله چندین برنده جایزه نوبل مطرح شده است که می گویند نظریه ریسمان - که به دنبال ترسیم کل ساختار جهان در چند معادله کوتاه است - یک بن بست فکری است. دو کتاب جدید منتشر شده در آمریکا اساس آن را زیر سوال می برد. آنها ادعا می کنند که این نظریه به دور از ارائه پاسخ به راز کیهان به بشریت، جعلی است. همانطور که یکی از دانشمندان بیان کرد: «ترویج غیرانتقادی نظریه ریسمان، اکنون به علم آسیب می رساند».

با این حال، طرفداران نظریه ریسمان - که شامل چندین برنده جایزه نوبل نیز می شود - این انتقادات را محکوم کرده و قویاً از رشته خود دفاع کرده اند.
آنها می گویند که نظریه ریسمان قبلاً منجر به پیشرفت های بزرگ بسیاری در ریاضیات و فیزیک شده است. ناگهان نظریه ریسمان دانشمندان را به تله می اندازد - اگرچه منشأ این ایده به اندازه کافی بی ضرر است و می توان آن را در تلاش فیزیکدانان برای خروج از بن بست فکری دنبال کرد.
قرن گذشته، آنها مکانیک کوانتومی را برای توضیح نحوه رفتار اشیاء کوچک - اتم ها و الکترون ها - ایجاد کردند، در حالی که انیشتین نظریه نسبیت عام خود را برای توضیح رفتار اجرام عظیمی مانند کهکشان ها ارائه کرد.
هر دو نظریه به خوبی کار می کنند - اما ناسازگار هستند. فیزیک کوانتومی نمی تواند چیزهای عظیم را توضیح دهد و نسبیت نمی تواند چیزهای کوچک را توضیح دهد. در مقایسه، زیست شناسان نظریه انتخاب طبیعی داروین را برای توضیح موجودات زنده، بزرگ و کوچک، از نهنگ ها تا باکتری ها دارند. فیزیکدانان هیچ کد یکپارچه ای ندارند - چشم اندازی که اینشتین را چنان ناراحت کرد که 20 سال گذشته خود را صرف شکار بی نتیجه برای یک نظریه یکپارچه درباره همه چیز کرد.
سپس در دهه هشتاد، گروهی از دانشمندان نظریه ریسمان را ایجاد کردند. آنها ادعا کردند که ماده از موجودات کوچک نقطه مانندی مانند نوترون ها یا کوارک ها تشکیل نشده است، بلکه از رشته های فوق العاده کوچکی از انرژی تشکیل شده است که ارتعاش می کنند. رشته ای که یک طرفه می لرزد به الکترون تبدیل می شود. دیگری، با ارتعاش متفاوت، به نوترون تبدیل می شود. و دیگری یکی از حاملان نیروی جاذبه می شود.
پروفسور مایکل گرین از دانشگاه کمبریج می‌گوید: «می‌توانید جهان را به‌عنوان یک سمفونی یا یک آهنگ در نظر بگیرید؛ زیرا هر دو از نت‌هایی تشکیل شده‌اند که توسط سیم‌هایی که به روش‌های خاصی ارتعاش می‌کنند».
به نظر جذاب می رسد. متأسفانه، دانشمندان برای اینکه معادلاتشان عملی شود، مجبور شدند شش بعد دیگر را به جهان اضافه کنند: «چهار بعد کافی نبود، اگرچه ما نمی‌توانیم این ابعاد اضافی را ببینیم، زیرا آنها آنقدر محکم مچاله شده‌اند که نامرئی هستند. برای عموم مردم، البته، همه اینها کمی گیج کننده است. با این وجود، نظریه ریسمان به طرز دلگرم‌کننده‌ای - در سطح نظری - برای توضیح موارد بسیار کوچک و فوق‌العاده بزرگ مؤثر بود و بنابراین شروع به تسلط بر مطالعه فیزیک بنیادی در دانشگاه‌های سراسر جهان کرد.
به گفته قهرمانان داستان، به زودی می توان کیهان را در چند معادله ساده که می تواند روی یک تی شرت قرار بگیرد، توصیف کرد.
اما با گذشت سالها، دانشمندان نتوانستند یک مشاهده عملی برای حمایت از این نظریه ارائه دهند. به گفته آنها، یک مشکل این بود که انرژی مورد نیاز برای شکستن ماده باز و مطالعه رشته های درون آن به قدری عظیم است که به ماشین هایی به اندازه کافی بزرگ برای پوشش سیاره نیاز دارد. علاوه بر این مشکلات، محاسبات اخیر یک پیش‌بینی شگفت‌انگیز از نظریه ریسمان ایجاد کرده است: اینکه ممکن است تعداد تقریباً نامحدودی از جهان‌های مختلف وجود داشته باشد که برخی از آنها شبیه جهان ما هستند و برخی دیگر بسیار متفاوت هستند. و نقد از اینجا شروع میشود. یک نظریه غیرقابل اثبات که صحبت از جهان های موازی غیرقابل رؤیت و فضای 10 بعدی برای برخی از فیزیکدانان ثابت شده است.
رابرت لافلین از دانشگاه استنفورد، برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 1998، گفت: «به دور از یک امید تکنولوژیکی شگفت‌انگیز برای فردایی بزرگتر، نظریه ریسمان پیامد غم انگیز یک سیستم اعتقادی منسوخ است.

ادامه دارد... .
✏گردآورندگان: محمد رستمی، محدثه بنائی، سارا ایرانپور، زهرا یاسر

#Stringtheory
#Mtheorem
#physics
#Highenergyphysics




✅@PSA_AUT

🔴💥نظریه ریسمان💥🔴

قسمت پنجم: نقد های نظریه ریسمان۲

پیتر ویت، از دانشگاه کلمبیا و لی اسمولین، از مؤسسه Perimeter کانادا به تازگی کتاب هایی در مورد حمله به نظریه ریسمان منتشر کرده اند.
وویت - نویسنده کتاب «حتی اشتباه نیست» گفت: «نظریه ریسمان چیزی تولید نکرده است».
اسمولین که کتابش «مشکل با فیزیک» نام دارد، از این نکته حمایت کرد. او گفت که دانشمندان تمام انرژی خود را در یک رویکرد نظری ریخته اند که ثابت شده است عقیم است.
او گفت: «گویی هر محقق پزشکی در جهان به این نتیجه رسیده بود که تنها راهی برای مبارزه با سرطان وجود دارد و روی این خط حمله متمرکز شده‌اند؛ به قیمت تمام راه‌های دیگر».
سپس مشخص شد که این رویکرد کارساز نیست و دانشمندان متوجه می شوند که 20 سال را تلف کرده اند. این موازی با نظریه ریسمان است. به گفته منتقدان، بخشی از مشکل این است که در دهه هشتاد، فیزیکدانان جوان با استعداد توسط اساتید تشویق شدند که نظریه ریسمان را به دلیل وعده‌های بسیار زیاد آن اتخاذ کنند. اکنون آنها مدیران بخش میانسالی هستند که زندگی خود را به این موضوع اختصاص داده اند و نمی توانند آن را جعلی ببینند.
جای تعجب نیست که چنین اتهاماتی با عصبانیت توسط نظریه پردازان ریسمان رد می شود.
آنها استدلال می کنند که یک نظریه درباره همه چیز، یک شبه ایجاد نمی شود!
دیوید گروس، از دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا و یکی دیگر از برندگان جایزه نوبل، گفت: «نظریه ریسمان در مسیر درستی قرار دارد اما این مسیر بسیار طولانی است. پیشرفت های بیشتری مورد نیاز است». سانجایه رامگولام، از کوئین مری، دانشگاه لندن، گفت: همچنین درست نیست که استدلال کنیم که این نظریه اشتباه است؛ زیرا هیچ پیش‌بینی قابل اثبات یا ردی ندارد. چندین راه وجود دارد که می‌توانیم نظریه ریسمان را اثبات یا رد کنیم. به عنوان مثال، برخورد دهنده بزرگ هادرونی جدید اروپا [که در سرن در ژنو ساخته می شود]، ممکن است به اندازه کافی قدرتمند باشد که شواهدی را ارائه دهد که نشان می دهد ما در مسیر درستی هستیم. در مورد این تصور که نظریه پردازان ریسمان سرشان در شن گیر کرده و از دیدن حقیقت امتناع می ورزند، گرین قاطعانه آن را رد می کند: «همه دانشمندان با ایده های جدید هیجان زده هستند. به همین دلیل است که ما دانشمند هستیم. اما وقتی نوبت به یک نظریه واحد می رسد، هیچ ایده جدیدی وجود نداشته است. هیچ جایگزینی برای نظریه ریسمان وجود ندارد. این تنها نمایش در شهر و جهان است».

منابع:
1.https://www.theguardian.com/science/2006/oct/08/research.highereducation
2.https://www.space.com/theory-of-everything-definition.html
3. steuard/research/StringIntro/slide20.html ~/http://www.slimy.com
4.https://www.youtube.com/watch?v=n7cOlBxtKSo 5.https://en.wikipedia.org/wiki/String_theory 6.https://byjus.com/physics/stringtheory/


✏گردآورندگان: محمد رستمی، محدثه بنائی، سارا ایرانپور، زهرا یاسر

#Stringtheory
#Mtheorem
#physics
#Highenergyphysics




✅@PSA_AUT