Giới thiệu về kỹ thuật dây

Vật lý học hiện đại ngày nay dựa trên hai trị cột lớn: thuyết tương đối rộng của Einstein mô tả tự nhiên ở mức thang lớn như các sao, các thiên hà..
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giới thiệu về kỹ thuật dây NGUYỄN TẤT THÀNH B3-K47-§HKHTN-HN Giíi thiÖu vÒ lý thuyÕt D©y (String theory) - Version 1 - Môc lôc: I. T¹i sao l¹i lµ c¸c d©y? ............................................................................................................2 II. D©y vµ ho¹t ®éng cña d©y ...................................................................................................3 1. D©y lµ g×? ............................................................................................................................3 2. Ho¹t ®éng cña d©y .............................................................................................................3 3. C¸c chiÒu kh«ng gian ........................................................................................................3 4. TÝnh ®èi xøng vµ ph−¬ng ph¸p míi .................................................................................4 III. Lý thuyÕt M vµ kh¶ n¨ng cña nã .......................................................................................5 1. Lý thuyÕt M ........................................................................................................................5 2. Lç ®en theo quan ®iÓm cña lý thuyÕt M...........................................................................5 3. Vò trô thêi bigbang ...........................................................................................................6 IV. C©u hái cÇn gi¶i thÝch vµ më réng......................................................................................6 B¶ng phô lôc………………………….......................................................................................7Giíi thiÖu vÒ lý thuyÕt d©y Page 1 of 7 NGUYỄN TẤT THÀNH B3-K47-§HKHTN-HNI. T¹i sao l¹i lµ c¸c d©y? VËt lý häc hiÖn ®¹i ngµy nay dùa trªn hai trô cét lín lµ: thuyÕt t−¬ng ®èi réng (TT§R) cñaEinstein m« t¶ tù nhiªn ë møc thang lín nh− c¸c sao, c¸c thiªn hµ, thËm chÝ lµ c¶ vò trô; Vµ thuyÕt c¬ häcl−îng tö (CHLT) m« t¶ thÕ giíi tù nhiªn ë cÊp vi m«, nguyªn tö vµ c¸c h¹t mµ ng−êi ta gäi lµ c¬ b¶n nh−electron, quark... C¶ hai lý thuyÕt nµy ®Òu ®· rÊt thµnh c«ng, ®−îc thùc nghiÖm kiÓm chøng.Nh−ng tù nhiªn lµ thÓ thèng nhÊt, kh«ng thÓ c¶ hai lý thuyÕt ®Òu ®óng khi mµ ta nghiªn cøu c¸c hè ®en,hoÆc vò trô thêi bigbang. Khi kÕt hîp c¸c ph−¬ng tr×nh cña thuyÕt t−¬ng ®èi réng víi c¸c ph−¬ng tr×nhcña c¬ häc l−îng tö th× ®iÒu tai biÕn ®· s¶y ra. Nh÷ng bµi to¸n vËt lý l¹i cho nh÷ng nghiÖm kh«ng cã ýnghÜa vËt lý hay nãi c¸ch kh¸c lµ cho c©u tr¶ lêi v« nghÜa. Sù ®èi lËp gi÷a TT§R vµ CHLT ®Æt ra chochóng ta ph¶i xem l¹i vÊn ®Ò: LiÖu thÕ giíi cã chia lµm hai nh− thÕ kh«ng ? §i t×m c©u tr¶ lêi th× ngay tõ nh÷ng n¨m 1930 ng−êi ®Çu tiªn lµ Einstein ®· dµnh c¶ ba chôc n¨mcuèi ®êi nghiªn cøu nh−ng kh«ng thµnh c«ng. §Õn nh÷ng n¨m 1960-1970 cã nhiÒu lý thuyÕt míi nh−thuyÕt tr−êng l−îng tö, thuyÕt m« h×nh chuÈn (Glashow-Salam-Weiberg) ®· thèng nhÊt ®−îc lùc ®iÖn tõvµ lùc yÕu (dùa trªn ®iÖn ®éng häc l−îng tö QED_quantumelectrodynamics) ë 1015K, 150GeV, 10-10s.Sau nµy ®· thèng thÊt ®−îc ba lùc: ®iÖn tõ - m¹nh - yÕu (dùa trªn s¾c ®éng häc l−îng tö QCD_quantumchromodynamics) ë 1028K, 1015GeV, 10-35s. Nh−ng vÉn ch−a thèng nhÊt ®−îc lùc hÊp dÉn −¬ngng¹nh. CÇn cã mét lý thuyÕt míi hiÖn ®¹i h¬n, tæng qu¸t h¬n. Vµ thÕ lµ lý thuyÕt d©y ®· ra ®êi. ThuyÕtd©y ®· kÕt hîp ®−îc TT§R vµ CHLT, m« t¶ ®−îc toµn bé thÕ giíi, ®Æc biÖt ®· chøng minh ®−îc bèn lùcc¬ b¶n nhÊt cña tù nhiªn (®iÖn tõ, m¹nh, yÕu vµ hÊp dÉn) lµ cã chung mét nguån gèc. Thèng nhÊt c¸c lùc Vò trô sèngGiíi thiÖu vÒ lý thuyÕt d©y Page 2 of 7 NGUYỄN TẤT THÀNH B3-K47-§HKHTN-HNII.D©y vµ ho¹t ®éng cña d©y1.D©y lµ g×? atom(10-10m) → nucleus(10-14m) → proton(10-15m) → quark, electron(10-18m) → → string(10-35m, 1019GeV). Gh ~ 10-35 (m) LPlanck = C3 Ch Ls = (cho mét d©y) ΠT Π hT ~ 1019 (GeV/C2) m= 3 C E = ΠhCT ~ 1019 (GeV) ћ: h»ng sè PlanckG: h»ng sè hÊp dÉn ,C: vËn tèc ¸nh s¸ng trong ch©n kh«ng , T: tenx¬ cña d©y N¨m 1968 thùc nghiÖm ®· t×m ra ®−îc c¸c quark vµ c¸c lùc h¹t nh©n. Gabriele Veneziano muèngi¶i thÝch chóng, vµ sau ®ã «ng ®· ph¸t hiÖn ra hµm bªta Euler m« t¶ ®−îc nhiÒu tÝnh chÊt cña c¸c h¹tt−¬ng t¸c m¹nh. N¨m 1970 cïng víi Yoichiro Nambu vµ Leonard Susskil ®· ®−a ra gi¶ thuyÕt nÕu méth¹t s¬ cÊp ®−îc m« h×nh ho¸ nh− c¸c d©y nhá bÐ mét chiÒu dao ®éng th× t−¬ng t¸c m¹nh cña chóng cã thÓ®−îc m« t¶ chÝnh x¸c bëi hµm bªta tæng qu¸t. Nh−ng víi sù hiÓu biÕt ch−a kü, tÝnh to¸n cµng khã kh¨n,®ång thêi sù thµnh c«ng cña QCD dùa trªn quan ®iÓm h¹t ®· khiÕn lý thuyÕt d©y bÞ l·ng quªn. N¨m 1974Jonh Schwarz vµ Joel Scherk ®· nghiªn cøu nh÷ng ®Æc tr−ng cña c¸c mèt (mode) dao ®éng míi vµ ph¸thiÖn nã phï hîp víi h¹t truyÒn t−¬ng t¸c graviton cña tr−êng hÊp dÉn. Vµo ®Çu nh÷ng n¨m 1980 lý thuyÕtd©y vµ CHLT l¹i cã chç m©u thuÉn víi nhau còng chÝnh ë lùc hÊp dÉn: CHLT ®−a tíi nh÷ng x¸c suÊt ©mhay nh÷ng h¹t cã khèi l−îng ©m (tachyon). N¨m 1984 Green vµ Schwarz ®· gi¶i quyÕt ®−îc cuéc xung®ét l−îng tö nµy vµ hä cßn chøng minh ®−îc lý thuyÕt d©y cßn cã kh¶ n¨ng bao hµm c¶ bèn lùc vµ c¶ vËtchÊt n÷a. Tõ n¨m 1984-1986 ®−îc xem lµ cuéc c¸ch m¹ng siªu d©y lÇn thø nhÊt vµ høa hÑn sÏ trë thµnhmét lý thuyÕt tèi hËu.2. Ho¹t ®éng cña ...