Dummies کے لئے Superstring نظریہ مقبول زبان

ڈور - Superstring نظریہ، مقبول زبان میں، توانائی کے ہل strands کی ایک سیٹ کے طور پر کائنات ہے. وہ فطرت کی بنیاد ہیں. پرختیارپنا دیگر عناصر کو بیان - branes. ہماری دنیا میں تمام مادہ ڈور اور branes کے کمپن پر مشتمل ہے. نظریے کا قدرتی نتیجہ کشش ثقل کی وضاحت ہے. کیوں سائنسدانوں یہ دیگر بات چیت کے ساتھ کشش ثقل کی وحدت کی کلید پر مشتمل ہے کہ یقین ہے کہ.

تصور کو فروغ دیا جاتا ہے

متحدہ فیلڈ کا نظریہ، superstring نظریہ - خالصتا ریاضیاتی. تمام جسمانی تصورات کی طرح، یہ ایک خاص طریقے میں تشریح کی جا سکتی ہے کہ مساوات پر مبنی ہے.

آج کوئی نہیں جانتا بالکل کیا اس اصول کے آخری ورژن ہو جائے گا. سائنسدانوں نے اپنے مشترکہ عناصر کی بجائے مبہم خیال ہے، لیکن ابھی تک کسی نے (بھی تردید اگرچہ) superstring اصول اور تجربہ کی تمام تک نہ اس کی تصدیق کرنے کے قابل کیا گیا ہے کی لپیٹ دیا جائے گا ایک حتمی مساوات کے ساتھ آیا ہے. فیزیسسٹ مساوات کی ایک آسان ورژن کو پیدا کیا ہے، لیکن اب تک یہ بالکل ہماری کائنات کو بیان نہیں کرتا.

beginners کے لئے Superstring نظریہ

پانچ اہم خیالات کا مفروضہ ہے.

1. Superstring نظریہ پیش گوئی سب ہماری دنیا کی اشیاء توانائی اور جھلیوں کی strands ہل سے بنا رہے ہیں.
2. وہ مصالحت کرنے کی کوشش کرتا ہے جنرل اضافیت کوانٹم طبیعیات کے ساتھ ہیں (کشش ثقل).
3. Superstring نظریہ کائنات کی بنیادی قوتوں میں سے سب کو ضم کریں گے.
4. یہ پرختیارپنا ذرات، bosons اور fermions کے دو بنیادی طور پر مختلف اقسام کے درمیان ایک نئے کنکشن، supersymmetry، کی پیش گوئی کی.
5. تصور کائنات کے اضافی، عموما unobservable طول و عرض کی ایک بڑی تعداد کی وضاحت.

ڈور اور branes

ڈور - نظریہ 1970s میں اٹھ کر جب، اس میں توانائی strands کے 1 جہتی اشیاء پر غور کیا گیا. لفظ "یک جہتی" کی طرف اشارہ کرتا سٹرنگ کی مخالفت کے طور پر صرف ایک جہت، لمبائی، ہے کہ، مثال کے طور پر، ایک کی لمبائی اور اونچائی ہے جس میں ایک مربع،.

یہ superstring نظریہ کو دو اقسام میں تقسیم - کو بند کر دیا اور کھلے. بند کمرے سٹرنگ کوئی کھلے سروں کے ساتھ ایک لوپ ہے جبکہ اوپن سٹرنگ، کہ ایک دوسرے کے ساتھ رابطے میں نہیں ہیں تجاویز ہیں. اس کے نتیجے کے طور پر، یہ ان ڈور، پہلی قسم نامی ڈور، تعاملات کے 5 بنیادی اقسام بے نقاب کہ پایا گیا.

سہباگتا رابطہ قائم کریں اور ان کی تجاویز کا اشتراک ڈور کی صلاحیت پر مبنی ہیں. اوپن ڈور کے سروں بند فارم کے لئے جمع ہو سکتے ہیں کے بعد سے، یہ superstrings کا نظریہ، ایک looped ہے سٹرنگ بھی شامل نہیں کی تعمیر کے لئے ناممکن ہے.

یہ اہم ثابت ہوا بند کمرے ڈور خواص طبیعیات کشش ثقل کی وضاحت کر سکتا ہے کہ خیال کیا جاتا ہے کہ ہے کے طور پر. دوسرے الفاظ میں، سائنسدانوں بجائے معاملہ ذرات کی وضاحت ان کے رویے اور کشش ثقل کی طاقت کو بیان کر سکتے ہیں کی وجہ سے، superstring نظریہ احساس ہوا کہ.

سال بعد یہ دریافت کیا گیا تھا، جو کہ ڈور، اور تھیوری اور اس کے دیگر ضروری عناصر کے علاوہ میں. انہوں چادریں یا Brane کی کے طور پر شمار کیا جا سکتا. سٹرنگز ان میں سے ایک یا دونوں اطراف کے ساتھ منسلک کیا جا سکتا.

کوانٹم کشش ثقل

اضافیت (GR) اور کوانٹم کے عمومی نظریہ: جدید طبیعیات دو اہم سائنسی قانون ہے. انہوں نے سائنس کی ایک مکمل طور پر مختلف میدان نمائندگی کرتے ہیں. قدرتی اور GTR کی tiniest ذرات کے ساتھ کوانٹم فزکس سودے، ایک اصول کے طور پر، سیارے، کہکشاؤں کے پیمانے کی نوعیت اور مجموعی طور پر کائنات کی وضاحت. ان کو اکٹھا کرنے کی کوشش کریں کہ مفروضات، کوانٹم کشش ثقل کے اصول کہا جاتا ہے. ان میں سے سب سے زیادہ ذہین اب سٹرنگ ہے.

موضوع بند کر دیا کشش ثقل کے رویے کے مطابق. خاص طور پر، وہ اشیاء کے درمیان کشش ثقل کی نقل و خواص میں Graviton ذرہ مالک.

شامل فورسز

ایک میں -، برقی مضبوط اور کمزور نیوکلیائی قوتوں، اور کشش ثقل - سلک نظریہ چار قوتوں کو یکجا کرنے کی کوشش ہے. ہماری دنیا میں، وہ چار مختلف مظاہر کے طور پر خود کو ظاہر، لیکن سٹرنگ نظریہ یقین ابتدائی کائنات، توانائی کے ناقابل یقین حد تک اعلی سطح کے تھے جب میں ان قوتوں کے سب ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت، Strings کی طرف سے بیان کیا گیا ہے.

supersymmetry

bosons اور fermions: کائنات میں تمام ذرات کو دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے. سلک نظریہ ان کے درمیان ایک رشتہ، supersymmetry طور پر جانا جاتا ہے کہ وہاں کی پیش گوئی کی. ہر ایک بوسن اور fermion لئے supersymmetry ہر ایک fermion لئے موجود ہونا ضروری ہے تو - بوسن. بدقسمتی سے experimentally کی طرح ذرات کے وجود کی تصدیق نہیں ہوئی ہے.

Supersymmetry جسمانی مساوات کے عناصر کے درمیان ایک حساب کا تعلق ہے. وہ طبیعیات کے ایک مختلف علاقے میں پایا گیا تھا اور اس کی درخواست کے وسط 1970 میں (مقبول زبان میں، یا superstring نظریہ) supersymmetry سٹرنگ کی تھیوری اور اس کے نام تبدیل کرنے کے لئے کی قیادت کی.

supersymmetry کے فوائد میں سے ایک یہ بہت کچھ متغیر ختم کرنے کی اجازت دے، مساوات کو آسان بنا دیتا ہے ہے. supersymmetry بغیر مساوات جیسے لامحدود قدر اور خیالی جسمانی تضادات، کی قیادت کریں توانائی کی سطح.

سائنسدانوں supersymmetry طرف سے پیش گوئی ایک ذرہ کا مشاہدہ نہیں کیا ہے، کے بعد سے، یہ اب بھی ایک پرختیارپنا ہے. کئی ماہرین طبیعات کا خیال ہے کہ اس کی وجہ - توانائی کی ایک قابل ذکر رقم، آئن سٹائن کی مساوات E = MC ² کے نام سے جانا جاتا کے وزن کے ساتھ منسلک ہے جس کے لئے ضرورت نہیں ^ہے. ان ذرات ابتدائی کائنات میں موجود کر سکتے ہیں، لیکن کے طور پر یہ ٹھنڈا ہو گیا، اور بگ بینگ، توانائی پھیلنے کے بعد، ان ذرات کم توانائی کی سطح میں منتقل کر رہے ہیں.

دوسرے الفاظ میں، ڈور انہیں کم کمپن کے ساتھ عناصر سے بنا ہے، جو توانائی کھو کے طور پر اعلی توانائی کے ذرات کمپن.

محققین نے امید ظاہر کی کہ فلکیات کے مشاہدے ذرہ سریع ساتھ یا تجربہ نظریہ کی تصدیق اس سے زیادہ توانائی کے ساتھ supersymmetric عناصر میں سے کچھ کی نشاندہی.

اضافی پیمائش

سٹرنگ تھیوری اور اس کے دیگر ریاضیاتی نتیجہ یہ دنیا میں، پیمائش کی تعداد تین سے زیادہ ہے سمجھ میں آتا ہے کہ ہے. فی الحال، اس کے لئے دو وضاحت ہیں:

1. ایڈیشنل پیمائش (ان میں سے چھ) جو کبھی کامیاب نہیں ہوگی خبر کرنے، ناقابل یقین حد تک چھوٹے سائز کرنے compactified سٹرنگ تھیوری کی اصطلاح میں جوڑ دیا ہے، یا،.
2. ہم نے ایک 3 جہتی Brane کی میں پھنس گیا تھا، اور دوسرے طول و عرض اس سے باہر میں توسیع اور ہمارے لئے دستیاب نہیں ہیں.

نظریہ درمیان تحقیق کا ایک اہم علاقہ ان اضافی عہدوں ہمارے اپنے سے منسلک کیا جا سکتا ہے کہ کس طرح کے ریاضی ماڈلنگ کی ہے. حالیہ نتائج کی پیشن گوئی سائنسدانوں جلد ہی ان اضافی طول و عرض ہے کہ وہ زیادہ سے زیادہ ماضی میں توقع سے زیادہ ہو سکتی ہے کے طور پر، آنے والے تجربات میں (وہ موجود ہو تو) پتہ لگانے کے قابل ہو جائے گا.

مقصد کی تفہیم

مقصد superstrings کی تحقیقات سائنسدانوں کی طرف سے کی کوشش کی - "ہر چیز کا نظریہ"، ایک واحد جسمانی پرختیارپنا ایک بنیادی سطح پر تمام جسمانی حقیقت کو بیان کرتا ہے کہ یعنی ... کامیاب تو، یہ ہماری کائنات کی ساخت سے متعلق بہت سے سوالات کو واضح کر سکے.

معاملہ اور بڑے پیمانے پر کی وضاحت

جدید تحقیق کے اہم کاموں میں سے ایک - حقیقی ذرات کا حل تلاش کریں.

سلک نظریہ ایک تصور جیسے hadrons، ڈور کے مختلف اعلی کے vibrational ریاستوں ذرات بیان کے طور پر شروع کر دیا. سب سے زیادہ جدید فارمولیشنوں میں، کیا بات ہے، ہماری کائنات میں مشاہدہ سب سے کم توانائی کے ساتھ ڈور اور branes کے کمپن کا نتیجہ ہے. کمپن زیادہ اعلی توانائی کے ذرات، اب ہماری دنیا میں ہیں جس کا کوئی وجود نہیں پیدا.

ان کی بڑے پیمانے پر ابتدائی ذرات ڈور اور branes اضافی طول و عرض میں لپٹی compactified کس طرح کی ایک مثال ہے. مثال کے طور پر ایک آسان میں وہ ایک ڈونٹ کی شکل میں جوڑ رہے ہیں جب سٹرنگ نمیم مدور ریاضی اور طبیعیات نامی دو طریقوں سے اس فارم کو لپیٹ کر سکتے ہیں:

• نمیم مدور کے مرکز کے ذریعے مختصر لوپ؛
• نمیم مدور کے پورے بیرونی فریم کے ارد گرد طویل لوپ.

شدید - مختصر لوپ ایک روشنی ذرہ، اور سب سے زیادہ ہے. آپ لپیٹ جب پر toroidal کے گرد سٹرنگ مختلف عوام کے ساتھ نئے عناصر کی تشکیل کی پیمائش compactified.

مختصر طور پر اور واضح طور پر نظریہ Superstring، صرف اور elegantly بڑے پیمانے پر میں منتقلی کی لمبائی کی وضاحت کرتا ہے. منہدم پیمائش بہت مشکل نمیم مدور ہے، لیکن اصولی طور پر وہ بھی کام کرتے ہیں.

یہ ہڈی پر ایک ہی وقت میں دو سمتوں، ایک مختلف بڑے پیمانے پر کے ساتھ دیگر ذرہ نتیجے میں جائے گا جس میں نمیم مدور wraps کہ تصور کرنا مشکل ہے، اگرچہ یہ بھی ممکن ہے. Branes بھی بھی زیادہ مواقع پیدا کرنے، اضافی طول و عرض لپیٹ کر سکتے ہیں.

جگہ اور وقت کی تعریف

، پیمائش گرنے کا نظریہ superstring ان کی ٹیکنالوجی کی ترقی کی موجودہ سطح پر unobservable بنانے کے کئی ورژن میں.

موجودہ وقت میں جو سٹرنگ تھیوری کی جگہ اور آئنسٹائن نے کیا سے زیادہ وقت کے بنیادی نوعیت کی وضاحت کر سکتے ہیں کہ آیا واضح نہیں ہے. اس کے طول و عرض ڈور اور آزاد حقیقی احساس کی بات چیت کرنے کے لئے پس منظر کے کرتے ہیں نہ.

ہم سب سٹرنگ تعاملات کی کل رقم کا مشتق جیسے خلائی وقت کے جمع کرانے سے متعلق، مکمل طور پر حتمی شکل نہیں ہے، ایک وضاحت پیش کرتے ہیں.

یہ نقطہ نظر کچھ طبیعیات پرختیارپنا کی تنقید کی وجہ سے ہے کہ کے خیالات کو پورا نہیں کرتا. جگہ اور وقت کی quantization کے کو استعمال کرتے ہوئے ایک نقطہ اغاز کے طور پر لوپ کوانٹم کشش ثقل کی تقابلی اصول. کچھ کہ آخر کار یہ اسی بنیادی پرختیارپنا کی سب کے لئے صرف ایک مختلف نقطہ نظر ہو جائے گا یقین رکھتے ہیں.

کشش ثقل کی quantization کے

اس پرختیارپنا کی اہم کامیابی، کی تصدیق کی تو اس کی کشش ثقل کی ایک کوانٹم تھیوری ہو جائے گا. موجودہ تفصیل کشش ثقل کی جنرل اضافیت میں کوانٹم طبیعیات کے ساتھ مطابقت نہیں رکھتی ہے. آخری،، چھوٹے ذرات کے رویے پر پابندیاں عائد کرنے میں ایک انتہائی چھوٹے پیمانے میں کائنات دریافت کرنے کی کوشش کرتے ہوئے تضادات کی طرف جاتا ہے.

افواج کے مجموعی

کشش ثقل، برقناطیسی، کمزور اور مضبوط نیوکلیائی تعاملات: فی الحال، طبیعیات کے چار بنیادی قوتوں جانا جاتا ہے. سٹرنگ نظریے سے جو کہ تمام وہ ایک بار اسی کی تجلیات کا مطلب.

اس پرختیارپنا کے مطابق، کے طور پر ابتدائی کائنات بگ بینگ کے بعد ٹھنڈا، یہ ایک واحد تعامل آج مختلف آپریٹنگ میں تقسیم کیا گیا تھا ہے.

اعلی توانائی کے ساتھ تجربات کبھی، ہمیں ان قوتوں کے اتحاد کو تلاش کرنے کے لئے کی اجازت دیتے ہیں ان تجربات جہاں تک موجودہ ٹیکنالوجی کی ترقی سے باہر ہیں، اگرچہ.

پانچ اختیارات

1984 میں انقلاب superstring بعد، ترقی اتیجیت رفتار سے جگہ لے لی. نتیجے کے طور پر، اس کے بجائے میں سے ایک تصور، پانچ مڑ قسم میں IIA، IIB، ہو، انہوں نے کہا کہ جن میں سے ہر تقریبا مکمل طور پر ہماری دنیا کو بیان کیا جاتا ہے کہا جاتا ہے، لیکن نہیں آخر تک.

فزکس، سچ آفاقی فارمولا تلاش کرنے کی امید میں سٹرنگ تھیوری اور اس کے ورژن کو چھونے، خود کفیل کے 5 مختلف حالتوں کو پیدا کیا. ان کی خصوصیات میں سے کچھ کی عکاسی دنیا کی جسمانی حقیقت، دوسروں غلط تھے.

M-تھیوری

1995 میں ایک کانفرنس میں بوتیکشاستری ایڈورڈ Witten پانچ مفروضات کو ایک جرات مندانہ حل کی تجویز پیش کی. duality کی حال ہی میں دریافت کی بنیاد پر، وہ سب Witten ایم نامی superstrings کا نظریہ ایک واحد جامع تصور کا خصوصی مقدمات بن جاتے ہیں. اہم تصورات جو Brane کی بن گئے (جھلی کے مخفف)، بنیادی اشیاء ایک سے زیادہ طول و عرض رکھنے میں سے ایک. مصنف ہے جس نے اب تک نہیں مکمل ورژن، کی پیشکش نہیں کیا ہے، اگرچہ، superstrings کے ایم نظریہ مختصر طور پر مندرجہ ذیل خصوصیات پر مشتمل ہے:

• 11 طول و عرض (10 جمع 1 مقامی دنیاوی طول و عرض)؛
• Duality کی، ایک ہی جسمانی حقیقت کی وضاحت پانچ نظریات کی قیادت جس میں.
• branes - زیادہ سے زیادہ 1 پیمائش کے ساتھ ڈور.

تفتیش

اس کے نتیجے کے طور پر، ایک کی بجائے 10 ^{سے 500} فیصلوں تھا. کچھ ماہرین طبیعات کے لئے یہ دوسروں کو اس میں ہماری موجودگی سے کائنات کی خصوصیات کی وضاحت کرتا ہے جس anthropic اصول، لیا، جبکہ بحران کی وجہ سے تھا. اس وقت جب نظریہ superstring نظریہ تشریف لے کرنے کا ایک اور راستہ تلاش کرے گا توقع کی جانی باقی ہے.

کچھ تشریحات کا کہنا ہے کہ ہماری دنیا میں صرف ایک نہیں ہے. سب سے زیادہ بنیاد پرست ورژن universes کے، ہمارے اپنے کے عین مطابق نقول پر مشتمل ہے جس میں سے کچھ کی ایک لامحدود تعداد کی گنجائش ہے.

آئنسٹائن کا نظریہ ایک کم سے کم جگہ، جس کی وجہ سے دل یا آئنسٹائن روزن پل کہا جاتا ہے کے وجود کی پیش گوئی کی. اس صورت میں دو ریموٹ سائٹ مختصر گزرنے منسلک. Superstring نظریہ نہ صرف یہ کہ، لیکن یہ بھی متوازی دنیاؤں کے دور دراز کے پوائنٹس کی کنکشن کی اجازت دیتا ہے. یہاں تک کہ آپ کو طبیعیات کے مختلف قوانین کے universes کے درمیان منتقل کر سکتے ہیں. تاہم، کشش ثقل کی کوانٹم تھیوری ان کے وجود ناممکن بنا دے گی جب امکان اختیار،.

کئی ماہرین طبیعات کے holographic اصول، تمام معلومات حجم خلا میں موجود ہے جب، سطح پر ریکارڈ کی معلومات کے مساوی ہے، طاقت کی strands کے تصور کی ایک گہری تفہیم کی اجازت دے گا یقین رکھتے ہیں.

کچھ superstring نظریہ کے نتیجے میں ان کے ذریعے ایک سفر ہو سکتا ہے، وقت کی ایک سے زیادہ پیمائش کی اجازت دیتا ہے کہ یقین.

اس کے علاوہ، پرختیارپنا کے فریم ورک میں نے بگ بینگ ماڈل کے لئے ایک متبادل ہے، ہماری کائنات دو branes درمیان تصادم کا نتیجہ تھا اور تخلیق اور تباہی کی بار بار سائیکل کے ذریعے جاتا ہے، جس کے مطابق ہے.

کائنات کا حتمی مقدر ہمیشہ طبیعیات قبضہ کر لیا ہے، اور سٹرنگ نظریہ کے آخری ورژن معاملہ اور کائناتی مسلسل کی کثافت کا تعین کرنے میں مدد کر سکتے ہیں. ان اقدار جاننے والا، cosmologists کا تعین کرنے کائنات تک سکڑ جائے گا کہ آیا قابل ہے، یہ فٹ تک، تمام دوبارہ شروع کیا جائے گا.

کوئی بھی نہیں کے نتائج جانتا ، سائنسی نظریہ جب تک یہ تیار نہیں ہوں گے کے طور پر رکھا جائے اور تجربہ کیا. آئنسٹائن، مساوات E = MC ^{2 لکھنا،} توقع نہیں تھی کہ یہ جوہری ہتھیاروں کے قیام کی قیادت کریں گے. کوانٹم طبیعیات کے تخلیق کاروں پتہ نہیں تھا جو لیزر اور ٹرانجسٹر کے لئے بنیاد ہو جائے گا. اور یہ ابھی تک معلوم نہیں ہے، اگرچہ کیا جائے گا اس طرح ایک خالصتا نظریاتی تصور یقینا غیر معمولی کچھ مل جائے گا کہ تاریخ سے پتہ چلتا.

اس پرختیارپنا پر مزید معلومات کے لئے کتاب Endryu Tsimmermana میں پایا جا سکتا ہے "Dummies کے لئے سپر سٹرنگ تھیوری".