परीक्षण के लिए स्ट्रिंग सिद्धांत लाना

स्ट्रिंग थ्योरी में, स्ट्रिंग के छोटे टुकड़े पारंपरिक उप-परमाणु कणों की जगह लेते हैं।

पॉल एम। सटर SUNY स्टोनी ब्रुक और फ्लैटिरॉन इंस्टीट्यूट में एक खगोल भौतिकीविद, मेजबान है एक अंतरिक्ष यात्री से पूछें तथा अंतरिक्ष रेडियोऔर "के लेखकब्रह्मांड में आपका स्थान।"सटर ने इस लेख में योगदान दिया स्पेस.कॉम के एक्सपर्ट वॉयस: ओप-एड एंड इनसाइट्स. 

स्ट्रिंग सिद्धांत हर चीज का शाब्दिक सिद्धांत होने की उम्मीद करता है, एक एकल एकीकरण ढांचा, जो ब्रह्मांड में और हमारे कण colliders में जो विविधता और समृद्धि को देखता है, वह उसी तरह से होता है जिस तरह से गुरुत्वाकर्षण जो भी बिल्ली के लिए व्यवहार करता है। काली ऊर्जा क्यों इलेक्ट्रॉनों में वह द्रव्यमान होता है जो वे करते हैं। और जबकि यह एक संभावित शक्तिशाली विचार है, जिसे अगर अनलॉक किया गया तो यह भौतिक दुनिया की हमारी समझ में पूरी तरह से क्रांति लाएगा, इसका कभी भी प्रत्यक्ष परीक्षण नहीं किया गया है।

हालांकि, कुछ कमियों और परिणामों के संभावित परिणामों का पता लगाने के तरीके भी रहे हैं स्ट्रिंग सिद्धांत। और जब ये परीक्षण स्ट्रिंग थ्योरी को सीधे तौर पर एक या दूसरे तरीके से साबित नहीं करेंगे, तो वे इसके मामले को बढ़ाने में मदद करेंगे। आइए ढूंढते हैं।

एक गड़बड़ी समस्या

सबसे पहले, हालांकि, हमें यह जांचना होगा कि स्ट्रिंग सिद्धांत का परीक्षण करना इतना कठिन क्यों है। इसके दो कारण हैं।

स्ट्रिंग थ्योरी के तार बहुत छोटे हैं, प्लैंक स्केल के चारों ओर कहीं-कहीं 10-34 मीटर की दूरी पर एक छोटा सा स्थान माना जाता है। यह बहुत दूर की बात है, हम अपने सबसे सटीक उपकरणों के साथ भी जांच की उम्मीद कर सकते हैं। तार इतने छोटे होते हैं, वास्तव में, कि वे हमें बिंदु-जैसे कणों जैसे इलेक्ट्रॉनों और फोटोन और न्यूट्रॉन के रूप में दिखाई देते हैं। हम बस कभी भी सीधे तार को नहीं देख सकते।

उस लघुता से संबंधित वह ऊर्जा पैमाना है जो उन शासनों की जांच करने के लिए आवश्यक है जहां स्ट्रिंग सिद्धांत वास्तव में मायने रखता है। आज तक, हमारे पास समझाने के लिए दो अलग-अलग दृष्टिकोण हैं प्रकृति की चार ताकतें। एक तरफ, हमारे पास क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की तकनीकें हैं, जो विद्युत चुंबकत्व और दो परमाणु बलों का सूक्ष्म विवरण प्रदान करती हैं। और दूसरे पर हमारे पास है सामान्य सापेक्षता, जो हमें गुरुत्वाकर्षण को स्पेसटाइम के झुकने और ताना-बाना समझने की अनुमति देता है।

उन सभी मामलों के लिए जिन्हें हम सीधे जांच सकते हैं, एक या दूसरे का उपयोग करना ठीक है। स्ट्रिंग थ्योरी केवल तभी खेल में आती है जब हम सभी चार बलों को एक ही विवरण के साथ संयोजित करने का प्रयास करते हैं, जो केवल वास्तव में बहुत उच्चतम ऊर्जा पैमानों पर मायने रखता है - इतना अधिक कि हम कभी भी, इतनी ऊँचाइयों तक पहुँचने के लिए एक मशीन का निर्माण नहीं कर सकते।

लेकिन अगर हम क्वांटम गुरुत्व की ऊर्जाओं की प्रत्यक्ष जांच करने के लिए एक कण कोलाइडर को तैयार कर सकते हैं, तो भी हम स्ट्रिंग सिद्धांत का परीक्षण नहीं कर सकते, क्योंकि अभी तक स्ट्रिंग सिद्धांत पूरा नहीं हुआ है। यह मौजूद नहीं है। हमारे पास केवल अनुमान है कि हम वास्तविक सिद्धांत के करीब आते हैं, लेकिन हमें पता नहीं है कि हम कितने सही (या गलत) हैं। इसलिए स्ट्रिंग सिद्धांत भविष्यवाणियां करने के काम तक नहीं है, जिसकी तुलना हम काल्पनिक प्रयोगों से कर सकते हैं।

लौकिक दोष

भले ही हम अपने कण कोलाजरों में आवश्यक ऊर्जाओं को वास्तव में तार की संभावित दुनिया में गहराई से देखने के लिए नहीं पहुंच सकते हैं, 13.8 बिलियन साल पहले हमारा पूरा ब्रह्मांड मूलभूत बलों का एक पुंज था। शायद हम के इतिहास में देख कर कुछ कठोर अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं महा विस्फोट.

स्ट्रिंग सिद्धांतकारों द्वारा रखा गया एक सुझाव सैद्धांतिक स्ट्रिंग का एक और प्रकार है: कॉस्मिक स्ट्रिंग। ब्रह्मांडीय तार ब्रह्मांड में फैले ब्रह्मांड-फैले हुए दोष हैं, जो बिग बैंग के शुरुआती क्षणों से बचे हुए हैं, और वे भौतिकी के उन युगों की एक बहुत ही सामान्य भविष्यवाणी हैं ब्रह्माण्ड.

परंतु लौकिक तार स्ट्रिंग सिद्धांत से सुपर-डुपर-स्ट्रेक्ड-आउट स्ट्रिंग्स भी हो सकते हैं, जो आमतौर पर इतने छोटे होते हैं कि "माइक्रोस्कोपिक" एक शब्द का बहुत बड़ा होता है, लेकिन ब्रह्मांड के निरंतर विस्तार से खींचा और खींचा गया है। इसलिए अगर हमें एक ब्रह्मांडीय स्ट्रिंग मिलती है जो ब्रह्मांड में वहाँ से बाहर घूम रही है, तो हम इसे ध्यान से अध्ययन कर सकते हैं और जांच सकते हैं कि क्या यह वास्तव में स्ट्रिंग सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई है।

आज तक, हमारे ब्रह्मांड में कोई ब्रह्मांडीय तार नहीं पाए गए हैं।

फिर भी, खोज जारी है। यदि हमें एक ब्रह्मांडीय स्ट्रिंग मिली, तो यह स्ट्रिंग थ्योरी को मान्य नहीं करेगा - क्रैक-इन-स्पेसटाइम संस्करण से स्ट्रिंग सिद्धांत की भविष्यवाणी के अलावा बताने के लिए सैद्धांतिक रूप से और अवलोकन के साथ, बहुत अधिक काम करने की आवश्यकता होगी।

इतना सुपरसिमेट्री नहीं

फिर भी, हम कुछ दिलचस्प सुराग लेने में सक्षम हो सकते हैं, और उन सुरागों में से एक है supersymmetry। सुपरसिममेट्री प्रकृति की एक परिकल्पित समरूपता है जो बोसोन (एकल फ्रेमवर्क के तहत ग्लून्स और फोटॉनों जैसे बलों के वाहक) के साथ सभी फ़र्मेशन (इलेक्ट्रॉनों और क्वार्क जैसे वास्तविकता के निर्माण ब्लॉकों) को एक साथ जोड़ती है।

सुपरसिमेट्री की मशीनरी को पहले स्ट्रिंग सिद्धांतकारों द्वारा काम किया गया था, लेकिन सभी उच्च-ऊर्जा भौतिकविदों के लिए संभावित रूप से कुछ समस्याओं को हल करने के लिए एक दिलचस्प एवेन्यू के रूप में आग लग गई। मानक मॉडल और नई भौतिकी के लिए भविष्यवाणियां करें। स्ट्रिंग थ्योरी के भीतर, सुपरसिमेट्री स्ट्रिंग्स को न केवल प्रकृति की शक्तियों का बल्कि इमारत ब्लॉकों का भी वर्णन करने की अनुमति देता है, जिससे उस सिद्धांत को वास्तव में हर चीज का सिद्धांत होने की शक्ति मिलती है।

इसलिए अगर हमें सुपरसिमेट्री के लिए सबूत मिला, तो यह स्ट्रिंग सिद्धांत साबित नहीं होगा, लेकिन यह एक प्रमुख कदम होगा।

हमें सुपरसिमेट्री के लिए कोई सबूत नहीं मिला है।

लार्ज हैड्रान कोलाइडर (एलएचसी) स्पष्ट रूप से सुपरसिमेट्री का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, या सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी किए गए नए कणों की तलाश में, सुपरसिमेट्री के सबसे सरल और सबसे आसान पहुंच वाले संस्करणों में से कुछ थे। एलएचसी पूरी तरह से खाली हो गया है, यहां तक ​​कि एक नए सुपरसिमेट्रिक कण की एक भी झिझक के बिना, नक्शे से पूरी तरह से सभी सरलतम सुपरसिमेट्री विचारों को पोंछते हुए।

और जब यह नकारात्मक परिणाम स्ट्रिंग थ्योरी से इंकार नहीं करता है, तो यह या तो बहुत अच्छा नहीं लगता है।

क्या हमारे पास एक दिन भी स्ट्रिंग सिद्धांत के आधारों या पक्ष की भविष्यवाणियों में से एक के लिए सबूत होंगे? कहना असंभव है। सुपरसिमेट्री पर बहुत सारी उम्मीदें लगाई गई थीं, जो अब तक देने में नाकाम रही हैं, और सवाल इस बात पर बने हुए हैं कि क्या सुपरसमेट्री पर कठिन पुश करने की कोशिश करने के लिए और भी बड़े कोलर्स बनाने के लिए इसके लायक है, या अगर हमें बस छोड़ देना चाहिए और कुछ और प्रयास करना चाहिए।

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