超弦理論的登場
原創申明:本文系出版作品,嚴禁以任何方式做全面或局部抄襲,特此說明。(圖片除外)
這是一篇系列文,讀者可以進入我的大魚號查看全文,全文6000字,分為6篇發出,全文是弦論的全面科普。
目前基本粒子的標準模型中共有17種基本粒子,大致分為玻色子和費米子。
17種基本粒子
組成物質的電子,中微子,夸克等基本粒子屬於費米子,傳遞電磁力,強力和弱力的光子,膠子,和z粒子屬於玻色子。剛才我們所講的弦論實際上都只是解釋了玻色子,但不同的是,超弦理論不僅以弦的振動解釋了玻色子,還解釋了費米子,這就是弦理論和超弦理論的區別。
那麼超弦理論這個「超」總得有點超的資本吧,所以我們首先需要認識一下「超空間"。當然,超空間並不是普通的空間,普通的空間就是我們所說的坐標等,這樣的確定位置所需表示坐標的數叫做「維度」。不過在超弦理論中,這些坐標就不只是我們熟知的那些數了。
在數學中,有一種數叫做格拉斯曼數。這種數字有一種特點,就是相同的兩個數相乘就等於0且ab=-ba,超弦理論認為,超空間是格拉斯曼數也可以作為坐標的空間。為什麼我們需要用這種數呢?
因為費米子和玻色子各自的性質不同,例如費米子,如果一個粒子佔據了這個空間,那麼其他粒子就不能以同樣的狀態存在了。但玻色子卻不同,它允許任何數量的粒子同存一個狀態。
於是這樣的超空間內,在格拉斯曼方向上的弦振動即產生費米子。
不過,超弦理論還不僅僅如此,事實上,還有一個「超對稱」。這裡的對稱也不是我們平時對摺或是其他那樣簡單的對稱了,而是將我們熟知的旋轉對稱性延伸到超空間。
超對稱的藝術作品
直接做一個總結:弦在普通的坐標方向振動會形成玻色子,在格拉斯曼數的坐標方向振動就會形成費米子。超空間內存在超對稱性,玻色子和費米子之間才會存在交換對稱性。
![](https://pic.pimg.tw/zzuyanan/1488615166-1259157397.png)
![](https://pic.pimg.tw/zzuyanan/1482887990-2595557020.jpg)
※物理終極理論中維度是如何得到的?
※中國也要開啟腦計划了?
※為什麼我們發展物理學終極理論?
※喝白開水等於慢性自殺?不存在的
※科學建議你不要晨跑
TAG:螞蟻科學Ant賽先生 |