Vad är "sträng"?

Strängteori hänvisar till någon av fem specifika teorier som försöker förena de fyra grundläggande krafterna: elektromagnetism, stark kärn kraft, svag kärn kraft och den svåraste av dem alla, gravitation, via oscillerande dimensionsanalys. Med andra ord, försöker den att matematiskt beskriva universum som om dess grund var baserade på strängar, där de strängar som vibrerande motsvarar antalet observerbara dimensioner.

De fem sträng teorierna i och för sig var alla på väg i rätt riktning, men saknade fullständighet. Därför föreslogs en allomfattande "teori av allt" (TOE) som försöker förena de fem sträng teorierna och är den nuvarande ledande kandidaten för en TÅ. Denna teori kallas M-teori, och bara verk om universum består av 11 separata strängar. Det största problemet med M-teori samt med alla sträng teorier, är observerbara bevis, som har det inte varit någon. Det är därför sökandet efter Higgsbosonen på LHC vid CERN är så viktigt. Om det visar sig, kan teoretiska fysiker kollektivt andas lite lättare eftersom det innebär att de är på rätt spår med M-teori. Om det inte hittas, det betyder att de är tillbaka på ruta ett.
A: sträng teori försök att förena kvantmekanik och relativitetsteori så vi kan göra känsla av universum på alla skalor, på någon tid eller, stora eller små utan att bryta.

Strängteori gör detta genom att göra sig av med tanken att subatomära partiklar är punkt-liknande - i stället ersätta den idén med små vibrerande bitar av energi, som kallas strängar.

De är så små, att om du förstorat en enda atom till storleken på vårt sol-system, en sträng skulle vara storleken på ett träd på jorden. Dessa strängar sägs "vibrera" i olika takt och att den "notes" (eller olika vibrationella frekvenser) ger upphov till de olika egenskaperna hos kvarkar och atomer.
Ursäkta den långa förklaringen: detta kan inte enkelt sammanfattas.

När som helst man vill beskriva vårt universum på ett sätt som kan göra bra förutsägelser, måste man skapa en "modell" som förenklar situationen tillräckligt för någon att göra en förutsägelse. En platt karta är alltså en modell av ytan på vår planet, användbara för att förutsäga vilken riktning att gå när du reser korta sträckor.

Dock denna "plant underlag" modell så småningom misslyckas, helt enkelt eftersom vår planets yta inte är platt. Således, om du vill att förutsäga det bästa sättet att flyga från New York till Paris, måste du använda en jordglob. Det är en mer komplicerad modell, men mer användbar genom att det omfattar fler situationer.

För standardmodellen för partikelfysik kallas (överraskning!) standardmodellen. Det kombinerar speciella relativitetsteorin med flera quantum field teorier till en fristående helhet och ser partiklar som glada stater på ett stort fält.

Denna modell har visat sig vara otroligt noggranna i sina förutsägelser: experiment håller med teori på en nivå av tio signifikanta siffror. En teori denna goda kommer inte att vara debuterade som utan goda skäl.

Dock flera problem med denna modell exist, främst den gravitationen inte (kan faktiskt inte) finns inom det. Kombinera gravitationen med quantum field teorier har varit en uppgift som gäckat de största hjärnorna av förra seklet.

Strängteori ignorerar fullständigt standardmodellen, och (i stället) modeller partiklar som vibrationer på ett snöre. Inte en sträng som kan vibrera i en dimension och även två dimensioner, men i elva dimensioner. Matte, är som ni kan föreställa er, ganska komplicerat. Dock när du börjar med M-teorin-modellen, kan du sluta med en fristående teori som omfattar både allvar och kvantmekanik.

Så varför har inte strängteori ersättas standardmodellen? Två skäl:
1) med ST-modell, kan du inte bara få naturlagarna precis som dem i vårt universum, men du kan få 10 ^ 500 andra fysikens lagar. Det är som att säga att man kan förutsäga exakta totala vinsten av alla företagen i världen (P[Total]) med formeln

(P[Total]) > 0

Ja, denna formel ger rätt svar, men det ger också en massa andra svar.
2) det är inte bara för närvarande omöjligt att utveckla ett experiment för att testa om ST är sant, det är för närvarande ofattbart. Vi bara behöver inte en partikelaccelerator dubbelt så stor som CERN, eller 100 gånger större, eller en miljard gånger större - vi behöver en större än universum!

Forskarna försöker nu lösa dessa två problem, antingen (1) visar att lagarna i vårt universum är de enda som tillåts av matten eller (2) utveckla ett experiment som skulle kunna lösa om ST är ett bättre ställe att börja än standardmodellen, eller bara en matematisk oddity. Vi hoppas att framtida sinnen kan lösa detta.