Теория суперструн Или теория всего Три семейства

Теория суперструн Или теория всего?

Три семейства фундаментальных частиц

Четыре вида взаимодействий

Теория струн: основная идея

Теория относительности • Специальная • Общая

Микроскопические странности

Волны чего?

Точка зрения Р. Фейнмана

Квантовая теория поля • Частицы-посланники – Фотоны (электромагнитное) – Глюоны (сильное) – Калибровочные бозоны (слабое) – Гравитоны (гравитационное)

Общая теория относительности и квантовая механика

Почему? • Как устроены частицы? • Почему они такие? • Почему есть четыре вида взаимодействий, почему их силы соотносятся таким образом? • Почему фундаментальные константы имеют такие значения?

Что такое струны?

Петли в теории струн

Как проверить теорию?

Предположения • Компоненты природы не точки, а колеблющиеся «капельки» , «ядрышки» (Паули, Гейзенберг, Дирак, Фейнман) • Есть мода колебаний, соответствующая гравитону – возможность включения гравитации в квантовую теорию.

Взаимодействие в «старой» физике

Взаимодействие в квантовой теории поля

Взаимодействие в теории суперструн

Относительность положения точки взаимодействия

Спин

Измерений больше, чем видит глаз

Идея Калуцы–Клейна

Проблема нескольких дополнительных измерений

Как выглядят свернутые измерения?

Почему скрытые измерения?

Экспериментальные свидетельства • Планковская длина меньше на 17 порядков той величины, которая доступна современным измерениям • Косвенные доказательства: – Три семейства элементарных частиц – Частицы с дробных электрическим зарядом: ± 1, 0, 1/3, 2/3, 1/5, 1/11, 1/13, 1/53 – Частицы суперпартнеры – Распад протона – Предсказание новых видов взаимодействий

Большой адронный коллайдер Large Hadron Collider

Разрывая ткань пространства

Поиски M-теории

Вычислительные сложности

Черные дыры и теория суперструн

Размышления о космологии • • • Проблема начала Инфляция Почему три измерения Слияние всех сил в природе Окончательная теория

Единая теория в XXI веке • Что есть пространство и время? • Приведет ли теория струн к переформулировке квантовой механики? • Можно ли проверить теорию струн экспериментально? • Существуют ли пределы познания?