בתחום פיסיקת החלקיקים, תורת המיתרים מפגישה בין מכניקת הקוונטים לבין תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין.
קפיצה לחלק
- מהי תורת המיתרים?
- 5 הרעיונות המרכזיים של תורת המיתרים
- היסטוריה קצרה של תורת המיתרים
- למד עוד
- למידע נוסף על מאסטרקלס של ניל דגראס טייסון
האסטרופיזיקאי הנודע ניל דגראס טייסון מלמד אותך כיצד למצוא אמיתות אובייקטיביות ומשתף את הכלים שלו לתקשורת על מה שאתה מגלה.
קצב לארגו יהיה איזה מהבאים?למד עוד
מהי תורת המיתרים?
תורת המיתרים מספקת מסגרת תיאורטית בה כל החלקיקים, מפוטונים ועד קווארקים, הם מיתרים חד ממדיים לעומת נקודות אפס ממדיות. אם תימצא גרסה של תורת המיתרים המתקיימת בכל ההקשרים, היא תשמש מודל מתמטי יחיד לתיאור טבעו של היקום - תיאוריה של כל מה שיחליף את המודל הסטנדרטי של הפיזיקה, שאינו מסביר את כוח המשיכה.
5 הרעיונות המרכזיים של תורת המיתרים
הבנת העניינים של תורת המיתרים דורשת לימוד מקיף, אך היכרות עם המרכיבים העיקריים של תורת המיתרים תיתן לך הבנה בסיסית של מושגי הליבה שלה.
- מיתרים וסובנים : מיתרים הם חוטים חד-ממדיים המגיעים בשתי צורות: מיתרים פתוחים ומיתרים סגורים. מחרוזת פתוחה כוללת קצוות שאינם מתחברים, ואילו מחרוזת סגורה יוצרת לולאה סגורה. Branes (נגזר מהמילה 'קרום') הם אובייקטים דמויי גיליון שמיתרים יכולים להצמיד אליהם משני קצותיו. תאים מסוגלים לנוע בזמן המרחב על פי כללי מכניקת הקוונטים.
- ממדים מרחביים נוספים : פיסיקאים מקבלים שהיקום שלנו מכיל שלושה ממדים מרחביים, אך תיאורטיקני מיתרים טוענים למודל המתאר ממדים נוספים של המרחב. בתורת המיתרים, לפחות שישה ממדים נוספים אינם מזוהים מכיוון שהם נדחסים היטב לצורה מקופלת מורכבת הנקראת סעפת קלבי-יאו.
- כוח המשיכה הקוונטי : תורת המיתרים היא תיאוריה של כוח המשיכה הקוונטי מכיוון שהיא מנסה למזג את הפיזיקה הקוונטית עם תורת היחסות הכללית. פיזיקה קוונטית חוקרת את האובייקטים הקטנים ביותר ביקום - כמו אטומים וחלקיקים תת-אטומיים - ואילו תורת היחסות הכללית מתמקדת בדרך כלל באובייקטים בקנה מידה גדול יותר ביקום.
- סופר-סימטריה : ידוע גם בשם תורת מיתרים-על, סימטרית-על מתארת את הקשר בין שני סוגים של חלקיקים, בוזונים ופרמיונים. בתורת המיתרים העל-סימטריה, לבוזון (או חלקיק כוח) יש תמיד פרמיון מקביל (או חלקיק חומר), ולהיפך. המושג סופר-סימטריה עדיין תיאורטי, מכיוון שמדענים עדיין לא ראו אף אחד מהחלקיקים הללו. ישנם פיסיקאים המשערים כי הסיבה לכך היא שיידרש רמות אנרגיה גבוהות להפליא כדי ליצור בוזונים ופרמיונים. חלקיקים אלה אולי היו קיימים ביקום המוקדם לפני המפץ הגדול, אך אז הם נשברו לחלקיקים בעלי אנרגיה נמוכה יותר שנראו כיום. המתאגר הגדול של חדרון (מתמודד החלקיקים בעל האנרגיה הגבוהה ביותר בעולם) עשוי בשלב מסוים לייצר מספיק אנרגיה כדי לתמוך בתיאוריה זו - אם כי נכון לעכשיו, הוא לא גילה עדות לסופר-סימטריה.
- כוחות מאוחדים : תיאורטיקני מיתרים מאמינים שהם יכולים להשתמש במיתרים האינטראקטיביים כדי להסביר כיצד ארבעת כוחות היסוד של הטבע - כוח הכבידה, הכוח האלקטרומגנטי, הכוח הגרעיני החזק והכוח הגרעיני החלש - יוצרים תיאוריה מאוחדת של הכל.
היסטוריה קצרה של תורת המיתרים
ציר הזמן הבא מסמן הישגים משמעותיים בתחום תורת המיתרים.
- 1968 : גבריאלה ונציאנו, פיזיקאית תיאורטית איטלקית העובדת בארגון האירופי למחקר גרעיני (CERN), השתמשה בנתונים שנאספו ממאיצי חלקיקים שונים לניסוח היסודות של תורת המיתרים. הוא בנה את מודל התהודה הכפולה לאחר שהבין שהוא יכול להשתמש בנוסחת פונקציית בטא Euler בת 200 שנה כדי להסביר את המאפיינים הפיזיים של חלקיקים בעלי אינטראקציה חזקה.
- 1970 : השם 'תורת המיתרים' נוצר כאשר שלושה פיזיקאים - לאונרד סוסקינד, הולגר נילסן ויויצ'ירו נאמבו - שהשתמשו במודל של ונציאנו כדי להציע שהיקום מורכב ממיתרים רטטים זעירים.
- 1971 : פרופסור לפיזיקה תיאורטית פייר ראמונד יזם את פיתוח תורת המיתרים על ידי ניסוח המושג סופר-סימטריה.
- 1974 : הפיזיקאי היפני תמיאקי יונייה גילה כי תורת המיתרים מכיל חלקיק בעל תכונות של גרביטון - חלקיק קוונטי הנושא כוח כוח משיכה - והבין כי היבטים של תורת המיתרים עשויים להיות גם תורת הכבידה.
- 1984 : הפיזיקאי האנגלי מייקל גרין והפיזיקאי האמריקאי ג'ון שוורץ גילו את ביטול החריגות בתורת המיתרים מסוג I, שנודעה כמנגנון גרין-שוורץ. אירוע זה חיבר עוד יותר רעיונות לתיאור המיתרים לסופר-סימטריה ושיגר את מהפכת מיתרי העל הראשונה.
- 1985 : 'רביעיית המיתרים של פרינסטון' - דייוויד גוס, ג'פרי הארווי, אמיל מרטינק וריאן רום - גילו מיתרים הטרוטיים, שהם מיתרים סגורים שהם כלאיים של מיתר-על ומיתר בוזוני.
- אלף תשע מאות תשעים וחמש : אדוארד ויטן, פיזיקאי תיאורטי במכון ללימודים מתקדמים בפרינסטון, ניו ג'רזי, הציע כי חמש הגרסאות המקובלות השונות של תורת המיתרים אינן תיאוריות נפרדות. ויטן הציע שהם רק גבולות משתנים של תיאוריה אחת ויחידה שכינתה וויטן M-theory. הרעיון של תורת ה- M השיק את מהפכת מיתרי העל השנייה.
מאסטרקלס
מוצע עבורך
שיעורים מקוונים שמועברים על ידי גדולי המוחות בעולם. הרחב את הידע שלך בקטגוריות אלה.
ניל דגראס טייסוןמלמד חשיבה מדעית ותקשורת
באיזו שפה נכתבים רוב משחקי הווידאולמידע נוסף ד'ר ג'יין גודול
מלמדת לשימור
למידע נוסף כריס הדפילד
מלמד חקר החלל
למידע נוסף מתיו ווקרמלמד את מדע השינה הטובה יותר
למד עודלמד עוד
להשיג את חברות שנתי של MasterClass לקבלת גישה בלעדית לשיעורי וידאו שמועברים על ידי מאורות עסקים ומדעים, כולל ניל דגראס טייסון, כריס הדפילד, ג'יין גודול ועוד.
