作者zweisteine (聖人見微以知萌)
看板Physics
標題Re: [問題] 什麼是弦論?
時間Sun Sep 21 15:09:56 2008
※ 引述《haryewkun (Har)》之銘言：
: ※ 引述《zweisteine (聖人見微以知萌)》之銘言：
: : 至於場論計算中那些無限大，因為弦也有無限種振動態，
: : 相當於有無限種粒子。
: : 但是弦論的對稱性實在太大了，
: : 幾乎可以推導出任何的結果。
: : 所以雖然幾乎不可能用實驗去推翻弦論
: zweisteine大果然是強者啊。
: 想向大大請教一個問題……
: 如果弦論幾乎可以推導出任何的結果，或者無限種粒子，
: 那是不是意味說，即使只在科幻小說中出現的東西，比如反重力、超光速粒
: 子，也有存在的可能性？
: 如果答案為否，那麼，弦論可以推導出的粒子類型，是不是有其局限？而這
: 個局限又是什麼呢？
: 問題如果問得不對，請物理版的大大們多多包涵…… :)
: 在此先謝了。
弦論裡面不同質量的粒子是代表弦不同的振動態，
而不同的振動方式也會影響弦的角動量，
因此，弦論裡面這些粒子的質量和自旋之間會有一定的關係。
但是我們實驗上看到的粒子並沒有這種性質，
所以唯一的解釋是要激發這些粒子要很高的能量(可能是plank scale)，
而我們看到的這些粒子都是弦振動頻譜(spectrum)裡面質量為零的粒子，
因為某種原因造成對稱性破缺而有了質量
(可能是有D-brane、可能是Kaluza-Klein model之下弦的纏繞現象)
所以要以弦論為基礎建構一個合理的現象學理論，
必須要受到這些限制。
至於超光速粒子，其實是玻色弦理論(bosonic string theory)裡面一個令人頭痛的問題。
這種粒子叫做tachyon，之所以能以超光速運動是因為質量的平方小於零。
如我在前一篇推文中所說，弦振動的Casimir energy小於零，
所以弦沒有任何振動的基態E^2-(cP)^2<0，是一顆tachyon。
理論裡面有tachyon代表原本所定義的真空不是真正的真空，
因為這種粒子不需要任何能量就可以不斷生成，
最後系統能量會decay到某個極小值，
因此在原本的真空附近定義的微擾理論可以說是沒有什麼意義。
超弦理論(super string theory)可以巧妙的用某種投影(GSO projection)
把這個tachyon丟掉，而且這個理論又可以描述費米子(fermion)，
所以要用來解釋我們的世界的話，是個比較好的理論。
但是tachyon也不是像過去物理學家所想的那麼糟糕，
如果有一個合理的理論可以描述tachyon的decay，那也未必不好。
超弦理論裡面有個模型就是描述在D-brane的某種排列之下tachyon還是會出現，
導致D-brane的重新排列，這個過程中會造成類似higgs mechanism的機制，
讓SU(2) symmetry的四顆spin 1粒子變成剩下一顆沒質量(光子) 三顆有質量(W和Z)。
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◆ From: 218.166.60.238
※ 編輯: zweisteine 來自: 218.166.60.238 (09/21 15:10)
1F：推 Frobenius:真沒想到弦理論也可以描述超光速運動的粒子 XD 09/21 16:30
2F：推 haryewkun:感謝z大的回答！ 09/21 16:53
3F：推 eric19861025:不知可否請教Z大目前"棲息＂於何處~~XDXD~> < 09/21 20:52
4F：推 sputtering:z大還真是"大" 09/21 23:26
5F：推 necole236:我只想知道，上面講的這些知識，10年之後會不會變成 09/22 00:07
6F：→ necole236:高中物理課的內容？ 09/22 00:07
7F：→ necole236:或者，甚至變成國中物理課的內容... 09/22 00:08
8F：→ Naturalist:呵呵 站在巨人肩膀上的唯一壞處就是....巨人會長高~ 09/22 00:17
9F：推 sukeda:不可能吧... 09/22 00:18
10F：→ pedroremorse:不可能吧 近代物理從出現到納入高中教材 也花了好久 09/22 13:57
11F：→ pedroremorse:何況弦論的進入門檻與喜美拉雅山差不多高 09/22 13:58