수치 우연의 일치에서 일부는 문자열 이론에 대한 증거를 본다

어떤 사람들은 결과를 문자열 이론에 대한 새로운 종류의 증거로 해석하는데, 추후 문자열의 포인트와 같은 미미성으로 인해 실험 확인 전망조차 부족한 프레임 워크입니다.

캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)의 이론적 물리학자인 데이비드 시몬스 더프 (David Simmons-Duffin)는“이러한 [부트 스트랩] 방법을 사용하여 현악 이론의 불가피성을 증명할 수 있기를 희망한다. "그리고 나는 이것이 그것을 향한 첫 번째 단계라고 생각합니다."

마드리드 자율 대학의 이론 물리학 연구소의 이론 물리학자인 아이린 발렌수엘라 (Irene Valenzuela)는 동의했다. "질문 중 하나는 문자열 이론이 양자 중력의 독특한 이론인지 아닌지"라고 그녀는 말했다. "이것은 끈 이론이 독특하다는 선을 따라갑니다."

다른 해설자들은 너무 대담한 도약으로 계산이 수행되는 방식에 대해 경고를 가리키는 것을 보았습니다.

아인슈타인, 수정

Vieira, Guerrieri 및 Penedones가 계산 한 숫자는 $ allpha $ (alpha)의 최소 가능한 값입니다. 대략 $ allpha $는 두 개의 중력을 설명하기 위해 Albert Einstein의 중력 방정식에 추가 해야하는 첫 번째 및 가장 큰 수학 용어의 크기입니다.

아인슈타인의 1915 년 일반 상대성 이론은 물질과 에너지에 의해 생성 된 시공간 연속체의 곡선으로 중력을 그립니다. 그것은 별을 공전하는 행성과 같은 대규모 행동을 완벽하게 묘사합니다. 그러나 물질이 너무 작은 공간으로 포장 될 때 일반 상대성 단락은 단락이 있습니다. McGill University의 이론적 물리학자인 Simon Caron-Huot은“아인슈타인 중력에 대한 일부 교정이 있어야합니다.

물리학 자들은 1960 년대 Kenneth Wilson과 Steven Weinberg가 고안 한 계획을 사용하여 Gravity의 미세한 특성에 대한 지식 부족을 깔끔하게 조직 할 수 있습니다. 단순히 짧은 거리에서 중요 할 수있는 일반적인 상대성에 일련의 가능한“수정”을 추가합니다. 두 개의 중력이 특정 방식으로 상호 작용할 가능성을 예측하고 싶다고 가정 해 봅시다. 상대성 이론의 표준 수학 용어로 시작한 다음 거리가 작아지면서 더 중요한 새로운 용어 (빌딩 블록으로 모든 관련 변수를 사용)를 추가하십시오. 이 조롱 된 용어는 $ all ratex \ alpha $, $ latex \ beta $, $ latex \ gamma $ 등으로 표시된 알 수없는 숫자로 향하여 크기를 설정합니다. 캐나다 워털루의 이론적 물리학 연구소에서 공동 약속을 지정하고 브라질 상파울루의 국제 이론 물리학 센터에서“양자 중력에 대한 다른 이론은 그러한 교정으로 이어질 것”이라고 말했다. "이러한 수정은 그러한 가능성을 구별하는 첫 번째 방법입니다."

실제로 $ allpha $는 문자열 이론에서만 명시 적으로 계산되었으며, 심지어 대칭 10 차원 우주에 대해서만 명시 적으로 계산되었습니다. 영국 현악 이론가 Michael Green과 동료들은 1990 년대에 그러한 세계에서 $ allpha $가 0.1389 이상이어야한다고 결정했습니다. 주어진 끈끈한 우주에서는 더 높을 수 있습니다. 문자열 커플 링 상수 또는 자발적으로 2로 분할되는 문자열의 성향에 따라 얼마나 높은지. (이 커플 링 상수는 문자열 이론의 버전마다 다르지만 모든 버전은 m-eorine이라는 마스터 프레임 워크에서 연합합니다. 여기서 스트링 커플 링 상수는 추가 11 차원의 다른 위치에 해당합니다.)

한편, 대체 양자 중력 아이디어는 $ allpha $에 대한 예측을 할 수 없다. 물리학 자들은 실제로 중력을 감지 할 수 없기 때문에 (중력의 힘은 너무 약해요) 양자 중력 이론을 조사하고 테스트하는 방법으로 $ allpha $를 직접 측정 할 수 없었습니다.

그 후 몇 년 전 Penedones, Vieira 및 Guerrieri는 부트 스트랩 방법을 사용하여 입자 상호 작용 중에 발생할 수있는 일을 제한하기 시작했습니다. 그들은 먼저 파이온이라는 입자에 대한 접근 방식을 성공적으로 적용했습니다. "우리는 말했습니다. 여기에서 잘 작동하고 있습니다. 왜 중력을 위해 가지 않겠습니까?" 게리 레리가 말했다.

바운드를 부트 스트랩

알 수없는 가능성을 제한하기 위해 받아 들여진 진실을 사용하는 속임수는 1960 년대 입자 물리학 자들이 고안 한 후 잊혀진 다음 슈퍼 컴퓨터를 가진 연구원들에 의해 지난 10 년 동안 환상적인 효과를 부활 시켰으며, 이는 부트 스트랩이 생산하는 경향이있는 강력한 공식을 해결할 수 있습니다.

Guerrieri, Vieira 및 Penedones는 두 가지 일관성 조건을 충족시키기 위해 $ alllx \ alpha $가 무엇인지 결정하기 시작했습니다. 단위로 알려진 첫 번째는 다른 결과의 확률이 항상 최대 100%더해야한다고 명시하고 있습니다. Lorentz Invariance로 알려진 두 번째는 동일한 물리 법칙이 모든 유리한 지점에서 유지되어야한다고 말합니다.

트리오는 특히 SuperSymmetric 10D Universes에서 이러한 두 가지 원칙에 의해 허용되는 $ alterx \ alpha $의 값 범위를 구체적으로 고려했습니다. 계산은 해당 설정을 뽑을 수있을만큼 간단 할뿐만 아니라 (현재, 우리 자신과 같은 4D 우주에서 $ latex \ alpha $의 경우), 또한 부트 스트랩 범위를 문자열 이론의 예측과 비교할 수있었습니다.

단일 및 로렌츠 불변은 다음과 같은 방식으로 두 가지 중재 상호 작용에서 일어날 수있는 일에 대한 제약을 부과합니다. 중력이 서로 접근하고 서로 흩어지면 두 개의 중력으로 날아가거나 3 개의 중력 또는 다른 입자로 변형 될 수 있습니다. 다가오는 중력의 에너지를 높이면서 두 개의 중력이 변함에 따라 만남에서 나올 가능성이 있지만, 단가는이 확률이 결코 100%를 능가하지 않아야합니다. Lorentz 불변은 확률이 관찰자가 중력에 비해 어떻게 이동하는지에 의존하여 방정식의 형태를 제한 할 수 없음을 의미합니다. 이 규칙은 함께 $ latex \ alpha $가 만족 해야하는 복잡한 부트 스트랩 식을 산출합니다. Guerrieri, Penedones 및 Vieira는 주변 연구소의 컴퓨터 클러스터를 프로그래밍하여 두 가지 중재 상호 작용을 단일 및 Lorentz Invariant로 만드는 값을 해결했습니다.

컴퓨터는 $ LATEX \ ALPHA $ :0.14의 하한을 뱉어 냈습니다. 다시 말해, 문자열 이론은 최소한 연구원들이 확인한 10d 장소에서 허용 된 $ allpha alpha $ 값의 전체 공간에 걸쳐있는 것 같습니다. Vieira는“큰 놀라움이었습니다.

10 차원 우연의 일치

수치 우연의 의미는 무엇을 의미 할 수 있습니까? 몇 년 전 Bootstrap의 부활을 주도하는 데 도움이 된 Simmons-Duffin에 따르면,“그들은 근본적이고 중요한 질문을 해결하려고 노력하고 있습니다. 어느 것이 :우리가 알고있는 현악 이론은 양자 중력의 가능한 모든 이론의 공간을 다루는 정도입니까?”

문자열 이론은 1960 년대에 Mesons라고 불리는 복합 입자를 결합하는 끈끈한 접착제의 추정 그림으로 나타났습니다. 다른 설명이 그 목적을 위해 우세하게되었지만, 몇 년 후 사람들은 문자열 이론이 시력을 높일 수 있다는 것을 깨달았습니다. 줄이 작 으면 지점처럼 보이면 자연의 기본 빌딩 블록 역할을 할 수 있습니다. 전자, 광자 등은 모두 다른 방식으로 묶인 기본 문자열이 될 것입니다. 이론의 판매 포인트는 중력에 대한 양자 설명을 제공한다는 것입니다. 중력은 가장 낮은 에너지 진동 모드에서 닫힌 문자열 또는 루프이며, 동일한 수의 파는 루프 주변에서 시계 방향으로 시계 반대 방향으로 이동합니다. 이 기능은 중력파의 코르크 스크류 패턴 분극과 같은 중력의 거시적 특성의 기초가 될 것입니다.

그러나 이론을 현실의 다른 모든 측면과 일치시키는 데는 약간의 충격이 필요합니다. 비 물리적이고 가벼운 입자보다 더 빠른 입자에 해당하는 음의 에너지를 제거하려면 문자열 이론에는 Supersymmetry라는 속성이 필요하며, 이는 문자열 진동 모드의 수를 두 배로 늘립니다. 물질 입자에 해당하는 모든 진동 모드에는 힘 입자를 나타내는 다른 모드가 있어야합니다. 문자열 이론은 또한 문자열이 주위를 흔들려면 10 개의 시공간 차원이 필요합니다. 그러나 우리는 과자기 대칭 파트너 입자를 찾지 못했고, 우주는 3 차원의 공간과 시간이 1 인 4d를 보입니다. 이 데이터 포인트는 모두 문제의 무언가를 나타냅니다.

문자열 이론이 우리의 세계를 설명한다면, 여기에서 초대칭이 깨어야합니다. 이는 파트너 입자가 존재한다면 파트너 입자가 알려진 입자 세트보다 훨씬 무겁기 때문에 실험에서 소집하기에는 너무 무겁다는 것을 의미합니다. 그리고 실제로 10 차원이 있다면, 6 개는 너무 작아서 우리에게는 눈에 띄지 않아야합니다. 4D처럼 보이는 우주에서 이러한 "압축 된"차원은 수많은 가능한 배열을 가질 수 있으며, 모든 현악기 (및 $ ratex \ alpha $와 같은 숫자)에 다르게 영향을 미칩니다.

깨진 초대칭과 보이지 않는 차원으로 인해 많은 양자 중력 연구자들이 대안적이고 끈적 끈적한 아이디어를 찾거나 선호하게했습니다. 그러나 지금까지 라이벌 접근 방식은 현악 이론이 할 수있는 중력 상호 작용과 같은 것들에 대한 구체적인 계산을 만들기 위해 고군분투했습니다.

일부 물리학 자들은 논리적으로 일관된 중력에 대한 유일한 미세한 설명으로서 현악 이론이 기본적으로 마음과 마음을 얻기를 희망합니다. 연구자들이 자연의 실행 가능한 기본 이론들 사이의 현악 이론의 독점 인 "현악 보편성"을 증명할 수 있다면, 우리는 숨겨진 차원과들을 수없는 문자열 오케스트라를 믿는 것 외에는 선택의 여지가 없을 것입니다.

문자열 이론 공감 자에게, 새로운 부트 스트랩 계산은 결국 문자열 보편성을 증명하는 경로를 열고, 찢어짐 시작으로 여행을 떠납니다.

다른 연구자들은 이러한 의미에 동의하지 않습니다. 남부 덴마크 대학교 (University of Denmark)의 이론 물리학 자와 하이델베르크 대학교 (Heidelberg) 대학교 (University of Heidelberg)의 이론적 물리학자인 아스트리드 아이 히른 (Astrid Eichhorn)은 무증상 적으로 안전한 양자 중력이라고 불리는 비단한 접근법을 전문으로하는데,“나는 4 차원과 비 공급 대상 이후에 주어진 양자 이론에 대한 증거를 수집하기 위해 적절한 환경을 고려할 것”이라고 말했다.

Eichhorn은 4D에는 10D에서는 의미가없는 단일의 Lorentz-Invariant 설명이있을 수 있다고 지적했습니다. "이 선택을 설정함으로써 단순히 대안적인 양자 중력 접근법을 배제했을 수도있다"고 그녀는 말했다.

Vieira는 String Universality가 10 차원에서만 유지 될 수 있음을 인정했습니다.“Supersymmetry와 함께 10D에는 문자열 이론 만 있으며 4D로 가면 많은 이론이 있습니다.” 그러나 그는“나는 그것을 의심한다”고 말했다.

그러나 또 다른 비판은 문자열 이론이 연구원이 조사한 10 차원 설정에서 허용 된 $ allatex \ alpha $ 값의 범위를 포화하더라도 다른 이론이 허용 된 범위에 누워있는 것을 막지 않는다는 것입니다. 임페리얼 칼리지 런던의 앤드류 톨리 (Andrew Tolley)는“현악 이론이 유일한 대답이라고 결론을 내릴 실질적인 방법은 없다”고 말했다.

시작

부트 스트랩퍼가 유사한 결과를 더 많은 설정과 일반화하고 확장 할 수 있다면 우연의 의미를 평가하는 것이 더 쉬워집니다. 유럽의 입자 물리 연구소 CERN의 이론 물리학자인 Alexander Zhiboedov는“현재 많은 사람들이 이러한 아이디어를 다양한 변형으로 추구하고 있습니다.

Guerrieri, Penedones 및 Vieira는 이미 "이중"부트 스트랩 계산을 완료했으며, 이는 이전과 같이 실행 가능한 $ allatex \ alpha $ 값을 해결하는 것보다 최소 솔루션보다 적은 솔루션을 배제함으로써 아래에서 $ allatex \ alpha $를 바탕으로한다. 이 듀얼 계산은 컴퓨터 클러스터가 단순히 소형 허용 된 $ allpha $ 값을 놓치지 않음을 보여줍니다.이 값은 문자열 이론 범위 외부의 추가 생존 양자 중력 이론에 해당합니다.

그들은 또한 9 개의 큰 차원으로 세계의 하한을 부트 스트랩 할 계획이며, 문자열 이론 계산이 여전히 일부 제어하에 있는데 (단 하나의 차원 만 말리기 때문에) 상관 관계에 대한 더 많은 증거를 찾으십시오. Bootstrappers는 $ raindx \ alpha $ 외에도 $ raintx \ beta $ 및 $ ratex \ gamma $를 계산하는 것을 목표로합니다- 두 번째 및 세 번째 큰 양자 중력 수정의 허용 크기는 초대칭이 깨지거나 존재하지 않는 세계에 대한 더 어려운 계산에 대한 아이디어를 가지고 있습니다. 이런 식으로 그들은 허용 양자 중력 이론의 공간을 개척하고 그 과정에서 스트링 범용을 테스트하려고 노력할 것입니다.

Imperial College의 이론가 인 Claudia de Rham은 Bootstrap 원칙이 단순한 현악 이론보다 더 많은 아이디어를 탐색하는 데 유용하다는 점을 지적하면서“비난 적”의 필요성을 강조했습니다. 그녀와 Tolley는 긍정적 인 중력이라고 불리는 이론을 제한하기 위해 확률 (확률이 항상 긍정적이라는 규칙)을 사용했습니다. 그들은 잠재적으로 테스트 가능한 결과를 발견하여 거대한 중력이 특정 이국적인 입자가 존재하는 경우에만 양성 만 충족한다는 것을 보여줍니다. De Rham은 기본 물리학에서 부트 스트랩 원리와 양성 경계를“현재 가장 흥미로운 연구 개발 중 하나”로 본다.

Zhiboedov는“우리가 알고있는 모든 것을 취하고 일관성을 취하고 함께 일하는 사람은 아무도 없었습니다. 그는 이론가들이“매우 기본적인 수준에서”일하기 위해 노력하고 있다고 덧붙였다.

편집자 주 :Penedones와 Vieira 편집자 독립 잡지 . Simons Foundation 자금 지원 결정은 우리의 보장에 영향을 미치지 않습니다.