L'alternative de la théorie des cordes à plusieurs dimensions

Il ya différentes façons dont les dimensions supplémentaires requis par la théorie des cordes peut éventuellement manifeste et si les dimensions supplémentaires sont vraiment nécessaires. Dans l'approche de Gates, il troque essentiellement dimensions pour charges. Cela crée une sorte de double approche qui est mathématiquement similaire à l'approche des dimensions spatiales supplémentaires, mais ne nécessite pas réellement les dimensions de l'espace supplémentaire, ni au besoin de deviner techniques de compactification pour éliminer les dimensions supplémentaires.

Cette idée remonte à une proposition 1938 par le physicien britannique Nicolas Kemmer. Kemmer a proposé que les propriétés mécaniques quantiques de charge et le spin étaient différentes manifestations de la même chose. Plus précisément, il a dit que le neutron et proton étaient identiques, sauf qu'ils tournées différemment dans une dimension supplémentaire, ce qui a entraîné une charge sur le proton et aucune charge sur le neutron.

Les mathématiques résultant, qui analyse les propriétés physiques de ces particules, est appelé un l'espace de charge isotopique (à l'origine développé par Werner Heisenberg et Wolfgang Pauli, puis utilisé par Kemmer). Bien que ce soit un “ espace imaginaire ” (ce qui signifie que les coordonnées ne sont pas observables dans le sens habituel du terme), les mathématiques résultant décrit les propriétés de protons et de neutrons, et est à la base de l'actuel modèle standard.

L'approche de Gates était de prendre l'idée de Kemmer dans la direction opposée: Si vous voulez vous débarrasser de dimensions supplémentaires, peut-être que vous pourriez les considérer comme imaginaire et obtenir des charges. (Le mot “ la charge ” dans ce sens signifie une nouvelle propriété d'être suivis, comme “ la couleur chargée ” QCD). Le résultat est de prendre les dimensions de vibration de la chaîne hétérotique et les considérer comme “ gauche accusation ” et “ la charge droite ”.

Lorsque Gates a appliqué ce concept à la chaîne hétérotique, la négociation ne sont pas sortis, même - de renoncer à six dimensions de l'espace, il a fini par gagner plus de 496 accusations de droite!

En fait, avec Siegel, Gates était en mesure de trouver une version de la théorie des cordes hétérotique qui correspondait à ces 496 accusations droite. En outre, la solution a montré que les charges laissées correspondraient à numéro de la famille. (Il ya trois générations connues, ou familles, de leptons -. L'électron, muon, tau et les familles Le nombre de famille indique quelle génération appartient à la particule.)

Cela peut expliquer pourquoi il ya plusieurs familles de particules dans le modèle standard de la physique des particules. Basé sur ces résultats, une théorie des cordes en quatre dimensions pourrait exiger familles de particules supplémentaires! En fait, il faudrait beaucoup plus de familles de particules que les trois que les physiciens ont vu. Ces familles supplémentaires (si elles existent) pourraient inclure des particules qui pourraient rendre la matière noire invisible dans notre univers.


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