Cтраница 3
Решетками больших размерностей сейчас интересуются физики. Недавние достижения в теории двойственности и теории суперструн используют Е6 и решетку Лича, имеются также связи с Монстром. [31]
Ее-квантовыми числами преобразуются в представлениях 27 и 27 группы Е6 - именно в этих представлениях Eg имеется киральная асимметрия. Вторая Еа представляет скрытый сектор материи в теории суперструн ( shadow matter - материя, лишь гравитационно взаимодействующая с наблюдаемыми частицами, или dark matter - ненаблюдаемая пока часть материи), что может иметь фундаментальное значение для современной космологии. [32]
Классификация 10-мерных теорий, суперструн основана на классификации спиноров в 10-мерном пространстве-времени. Теории неориентированных открытых и замкчутых суперструн называются теориями суперструн типа I, поскольку они имеют лишь один MW-суперзаряд - генератор V 1, D 10 суперсимметрии. [33]
Поэтому можно предположить, что теория суперструн, если она действительно призвана описывать реальный физ ический мир, должна воспроизвести весь спектр элементарных частиц, их массы, углы смешивания ( СКМ-матрицу) и времена жизни. На практике, однако, теоретически чрезвычайно трудно определить, к каким проверяемым экспериментальным предсказаниям приводит теория суперструн. [34]
Отсюда, в частности, немедленно следует вывод об отсутствии генерации космологической постоянной из однопетлевых струнных поправок в теориях суперструн, однако остается невыясненным вопрос о происхождении квантовых суперструнных поправок к - функциям суперсимметричных а-моделей. [35]
И вот теперь, спустя много лет после того, как Эйнштейн объявил о своем походе на поиски единой теории, физики считают, что они смогли, наконец, выработать теорию, связывающую все эти прозрения в единое целое - единую теорию, которая в принципе способна объяснить все явления. Эта теория, теория суперструн, и является предметом данной книги. Теория суперструн забрасывает очень широкий невод в пучины мироздания. [36]
При этом полагают, что константа / а имеет порядок планковских размеров. В силу ряда причин, детальный механизм которых еще не вполне ясен, происходит компактифи-кация ( D - 4) - измерений до планковских размеров R - 10 - 33 см. Чтобы получить теорию, описывающую доступную сейчас для наблюдений область физических явлений, необходимо л / о7 и R устремить к нулю. В этом пределе теория суперструн дает супергравитацию и суперсимметричную теорию Янга-Миллса. [37]
В 1980 - е годы возникло и получило бурное развитие новое направление-теория суперструн. Суперструны-одномерно-протяженные объекты с-характерными размерами порядка планковской длины lp l / ntp - 10 - ss см, свойства которых удовлетворяют фермион-бозонной симметрии. С суперструнами связываются надежды на построение единой теории всех взаимодействий-так называемой теории всего. Теории суперструн вызвали всплеск интереса к группе EsxEs и к многомерным пространствам, особенно к десятимерному пространству, в котором шесть измерений компактифицированы до планковских размеров, а четыре оставшихся представляют наше пространство-время. К сожалению, надежды на то, что требование непротиворечивости теории при энергиях, много больших планковской, позволит однозначно установить ее свойства при наших энергиях, пока не оправдались. [38]
И вот теперь, спустя много лет после того, как Эйнштейн объявил о своем походе на поиски единой теории, физики считают, что они смогли, наконец, выработать теорию, связывающую все эти прозрения в единое целое - единую теорию, которая в принципе способна объяснить все явления. Эта теория, теория суперструн, и является предметом данной книги. Теория суперструн забрасывает очень широкий невод в пучины мироздания. [39]
Возможная стратегия для построения феноменологии суперструн, предложенная Дж. Эллисом [538-540], приведена на рис. 6.1. Верх этой схемы уже обсуждался в предшествующих разделах. Добавнм лишь несколько слов о статусе четырехмерных суперструн, следуя аргументам А. Четырехмерные замкнутые суперструны являются самосогласованными теориями суперструн в том смысле, что они основаны на двумерной полевой теории, обладающей следующими свойствами: а) Д - инвариант-ностью, б) конформной инвариантностью, в) модулярной инвариантностью, г) суперсимметрией на мировом листе и суперконформной инвариантностью, д) наличием четырех RM - и ЬЖ-скаляров х ( а, т), нулевые моды которых могут быть интерпретированы как координаты 4-мерного пространства-времени. [40]
Наконец, представляет проблему и научное объяснение возникновение Вселенной. Подобные представления являются прерогативой пока не созданной в окончательном виде квантовой теории гравитации. При этом Вселенная вероятно должна рождаться как замкнутая, только в этом случае энергия материи полностью компенсируется отрицательным вкладом притяжения. В последние годы достигнут некоторый прогресс в понимании ранней Вселенной в теории суперструн, которая в настоящее время является основным претендентом на роль квантовой теории гравитации, однако говорить о последовательной теории происхождения Вселенной пока рано. [41]
Модель релятивистской струны дает наглядную картину удержания кварков в адронах, к которой приводят весьма правдоподобные рассуждения в рамках квантовой хромо-динамики. Кроме того, релятивистская струна возникает в дуально-резонансном подходе к физике элементарных частиц, в теории монополей, в нелинейных моделях Берна-Инфельда. В последние годы суперсимметричное обобщение струнной модели рассматривается как весьма обнадеживающий подход к объединению всех фундаментальных взаимодействий, включая и гравитацию. Теория суперструн в большой степени базируется на аппарате, развитом для описания адронных струнных моделей. [42]
Для выяснения физического смысла таких теорий необходимо установить контакт с экспериментальными данными. Малый размер струн делает маловероятной ситуацию, в которой струны можно было бы наблюдать экспериментально. В 10-мерных суперструнах содержится бесконечный хвост из массивных частиц с массами, пропорциональными планковской. При компактификации многомерной теории неизбежно возникает еще один хвост из массивных частиц с массами, также пропорциональными планковской массе тпР - 1 / Д - l / a / G. Современные экспериментальные данные не дают каких-либо доказательств в пользу существования таких массивных частиц. Физические предсказания, основанные на теории суперструн, тем не менее возможны благодаря высокой степени унификации в струнных теориях по сравнению с теориями поля. В теории поля можно выбирать произвольные калибровочные группы, произвольные ( свободные от аномалий) представления для всех полей и произвольные константы связи. [43]