Шинтан Яу - Теория струн и скрытые измерения Вселенной

Стандартная модель— теория в физике элементарных частиц, которая описывает известные элементарные частицы и взаимодействия (сильные, слабые и электромагнитные) между ними. Гравитация не входит в Стандартную модель.

Субмногообразие— пространство более низкой размерности, расположенное внутри пространства более высокой размерности. Например, можно представить, что тор — это замкнутая трубка, построенная из окружностей, каждая из которых является субмногообразием в более крупной структуре или многообразии, которым является сам тор.

Суперсимметрия— математическая симметрия, которая связывает фермионы с бозонами. Важно отметить, что подразумеваемые суперсимметрией бозоны, которые были бы «суперпартнерами» для известных кварков и лептонов, до сих пор не наблюдались. Хотя суперсимметрия является важным элементом большинства теорий струн, обнаружение четкого доказательства ее наличия не обязательно докажет, что верна сама теория струн.

Сфера— используемый в геометрии термин обычно относится к двухмерной поверхности шара, а не к трехмерному объекту. Однако понятие сферы не ограничивается двумя измерениями и может применяться к объектам любой размерности от нуля и выше.

Темная энергия— таинственная форма энергии, составляющая, согласно последним наблюдениям, более 70 процентов всей энергии Вселенной. Темную энергию можно характеризовать величиной энергии вакуума . Космологи верят, что она является причиной ускоренного расширения Вселенной.

Темное вещество— гипотетическое несветящееся вещество неизвестной природы, пока что непосредственно не обнаруженное. Темная материя, как полагают, составляет большую часть вещества Вселенной и на нее приходится примерно 25 процентов полной энергии Вселенной.

Теорема о положительности массы— также называется теоремой о положительности энергии. Утверждение о том, что в любой изолированной физической системе совокупная масса или энергия должна быть положительной.

Теорема Пифагора— утверждение, что в прямоугольном треугольнике сумма квадратов длин двух катетов равна квадрату длины гипотенузы a 2+b 2=c 2.

Теорема— утверждение или предположение, доказываемое путем формальных математических рассуждений.

Теория Калуцы-Клейна— ранняя попытка объединить общую теорию относительности и электромагнетизм за счет введения дополнительного (пятого) измерения. Термин «Калуца-Клейн» иногда используют как сокращенное название общего метода объединения сил природы путем постулирования существования дополнительных невидимых измерений.

Теория поля— теория, в которой как частицы, так и силы описываются полями.

Теория струн— физическая теория, объединяющая квантовую механику и общую теорию относительности, и считающаяся главным кандидатом на роль теории квантовой гравитации. Теория струн предполагает, что фундаментальные строительные блоки природы являются не точечными частицами, а крошечными, одномерными нитями, называемыми струнами, которые встречаются как в открытой, так и в закрытой (петли) форме. Существует шесть типов струнных теорий: бозонная, типа I, типа IIA, типа IIB, гетеротическая теория Е8×Е8 и гетеротическая теория SO(32), и все они связаны между собой. Термин теория суперструн иногда используют вместо термина теория струн, чтобы явно показать, что теория включает суперсимметрию.

Топология— общая характеристика геометрического пространства. Топология имеет дело только с глобальными свойствами пространства, а не с его точным размером или формой. В топологии формы подразделяются на группы, которые могут быть преобразованы друг в друга путем растяжения или сжатия без разрыва или изменения числа дырок.

Тор— класс топологических форм, который включает двухмерную поверхность типа бублика, а также ее многомерные обобщения.

Туннелирование— явление, когда частица проходит через потенциальный барьер в другую область пространства, что запрещено в классической физике, но разрешено (или имеется ненулевая вероятность) в квантовой механике.

Уравнение Дирака— система из четырех уравнений, предложенная британским физиком Полем Дираком для описания поведения свободных частиц, обладающих спином, таких как, например, электроны.

Уравнения Эйнштейна— уравнения, описывающие гравитацию в общей теории относительности. Уравнения Эйнштейна связывают кривизну пространства-времени с массой и энергией, содержащимися в этом пространстве.

Уравнения Янга-Миллса— обобщение уравнений Максвелла, описывающих электромагнетизм. Сейчас физики используют уравнения Янга-Миллса для описания сильных и слабых взаимодействий, а также электрослабого взаимодействия, которое объединяет электромагнитные и слабые взаимодействия. Уравнения являются частью теории Янга-Миллса или калибровочной теории, которая была разработана в 1950-е годы физиками Чженьнин Янгом и Робертом Миллсом.

Фазовый переход— внезапное изменение свойств вещества или системы, то есть их переход из одного состояния в другое. Кипение, замерзание и плавление — известные вам примеры фазовых переходов воды.

Фермион— частица с полуцелым значением спина. Этот класс частиц включает лептоны и кварки, так называемые материальные частицы Стандартной модели.

Фундаментальная группа— способ классификации пространств в топологии. В случае пространств с тривиальной фундаментальной группой каждую петлю, которую можно создать в этом пространстве, можно стянуть в точку, не разрезая пространство и не проделывая в нем дыр. Пространства с нетривиальной фундаментальной группой содержат нестягиваемые петли, то есть петли, которые нельзя стянуть в точку из-за наличия некоторого препятствия, например дыры.

Функция— математическое выражение, например, вида f(x)=3x 2 , где каждому значению аргумента x соответствует одно значение функции f(x) .

Хиггса поле— гипотетическое поле, переносчиком которого является бозон Хиггса, ответственный за наличие масс у частиц в Стандартной модели. Есть надежда, что поле Хиггса можно будет обнаружить на Большом адронном коллайдере.

Ходжа ромб— матрица или массив чисел Ходжа, который содержит подробную топологическую информацию о кэлеровом многообразии, из которого можно определить эйлерову характеристику и другие топологические свойства. Ромб Ходжа для шестимерного многообразия Калаби-Яу состоит из массива четыре на четыре. Массивы различных размеров соответствуют пространствам разных четных размерностей. Числа Ходжа, названные в честь шотландского геометра Уильяма Ходжа, помогают разобраться с внутренней структурой пространства.