Gravidade quântica em loop - o que é isso? É esta questão que vamos considerar neste artigo. Para começar, definiremos suas características e informações factuais e, em seguida, conheceremos seu oponente - a teoria das cordas, que consideraremos de forma geral para compreensão e inter-relação com a gravidade quântica em loop.
Introdução
Uma das teorias que descrevem a gravidade quântica é um conjunto de dados sobre a gravidade em loop no nível quântico da organização do Universo. Essas teorias são baseadas no conceito de discrição de tempo e espaço na escala de Planck. Permite realizar a hipótese de um Universo pulsante.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli e A. Ashtekar são os fundadores da teoria da gravidade quântica em loop. O início de sua formação cai na década de 80. Século XX. De acordo com as afirmações desta teoria, "recursos" - tempo e espaço - são sistemas de fragmentos discretos. Eles são descritos como células do tamanho de quanta, que são mantidas juntas de uma maneira especial. No entanto, atingindo tamanhos grandes, observamos um alisamento do espaço-tempo, que nos parece contínuo.
Gravidade em loop e partículas do universo
Uma das "características" mais marcantes da teoria da gravidade quântica em loop é sua capacidade natural de resolver alguns problemas da física. Ele permite que você explique muitas questões relacionadas ao Modelo Padrão da física de partículas.
Em 2005, foi publicado um artigo de S. Bilson-Thompson, que propunha nele um modelo com um Rishon Harari transformado, que tomava a forma de um objeto de fita estendida. Este último é chamado de fita. O potencial estimado sugere que poderia explicar o motivo da organização independente de todos os subcomponentes. Afinal, é esse fenômeno que causa a carga de cor. O modelo preon anterior para si mesmo considerava as partículas pontuais como o elemento básico. A carga de cor foi postulada. Este modelo permite descrever as cargas elétricas como uma entidade topológica, que pode surgir no caso de torção da fita.
O segundo artigo desses coautores, publicado em 2006, é um trabalho do qual também participaram L. Smolin e F. Markopolu. Os cientistas apresentaram a suposição de que todas as teorias da gravidade em loop quântico, incluídas na classe dos loops, afirmam que neles o espaço e o tempo são estados excitados pela quantização. Esses estados podem desempenhar o papel de preons, que levam ao surgimento do conhecido modelo padrão. Ela, por sua vez, causasurgimento de propriedades da teoria.
Os quatro cientistas também sugeriram que a teoria da gravidade em loop quântico é capaz de reproduzir o Modelo Padrão. Ele interliga as quatro forças fundamentais de forma automática. Nesta forma, sob o conceito de "brad" (espaço-tempo fibroso entrelaçado), o conceito de preons é aqui entendido. São os cérebros que tornam possível recriar o modelo correto dos representantes da “primeira geração” de partículas, que é baseada em férmions (quarks e léptons) com maneiras mais corretas de recriar a carga e a paridade dos próprios férmions.
Bilson-Thompson sugeriu que os férmions das "séries" fundamentais da 2ª e 3ª gerações podem ser representados como os mesmos brads, mas com uma estrutura mais complexa. Os férmions da 1ª geração são representados aqui pelos cérebros mais simples. No entanto, é importante saber aqui que ideias específicas sobre a complexidade de seu dispositivo ainda não foram apresentadas. Acredita-se que as cargas de cor e tipos elétricos, bem como o "status" de paridade das partículas na primeira geração, sejam formados exatamente da mesma forma que nas demais. Depois que essas partículas foram descobertas, muitos experimentos foram feitos para criar efeitos sobre elas por flutuações quânticas. Os resultados finais dos experimentos mostraram que essas partículas são estáveis e não decaem.
Estrutura de tiras
Como estamos considerando informações sobre teorias aqui sem usar cálculos, podemos dizer que isso é gravidade quântica em loop "parabules." E ela não pode prescindir de descrever as estruturas de fita.
Entidades nas quais a matéria é representada pela mesma "coisa" que o espaço-tempo são uma representação descritiva geral do modelo que Bilson-Thompson nos apresentou. Essas entidades são as estruturas de fita da característica descritiva dada. Este modelo nos mostra como os férmions são produzidos e como os bósons são formados. No entanto, não responde à questão de como o bóson de Higgs pode ser obtido usando a marca.
L. Freidel, J. Kovalsky-Glikman e A. Starodubtsev em 2006 em um artigo sugeriram que as linhas de Wilson de campos gravitacionais podem descrever partículas elementares. Isso implica que as propriedades das partículas são capazes de corresponder aos parâmetros qualitativos das alças de Wilson. Os últimos, por sua vez, são o objeto básico da gravidade quântica em loop. Esses estudos e cálculos também são considerados como uma base adicional para o suporte teórico que descreve os modelos de Bilson-Thompson.
Usando o formalismo do modelo spin espuma, que está diretamente relacionado com a teoria estudada e analisada neste artigo (T. P. K. G.), bem como baseando-se na série inicial de princípios desta teoria da gravidade em loop quântico, faz possível reproduzir algumas peças do Modelo Padrão que antes não podiam ser obtidas. Eram partículas de fótons, também glúons e grávitons.
Existetambém o modelo gelon, no qual os brads não são considerados devido à sua ausência como tal. Mas o modelo em si não dá uma possibilidade exata de negar sua existência. Sua vantagem é que podemos descrever o bóson de Higgs como uma espécie de sistema composto. Isso é explicado pela presença de estruturas internas mais complexas em partículas com grande valor de massa. Dada a torção dos brads, podemos supor que essa estrutura possa estar relacionada ao mecanismo de criação de massa. Por exemplo, a forma do modelo de Bilson-Thompson, que descreve o fóton como uma partícula com massa zero, corresponde ao estado brad não torcido.
Compreendendo a Abordagem Bilson-Thompson
Em palestras sobre gravidade em loop quântico, ao descrever a melhor abordagem para entender o modelo de Bilson-Thompson, menciona-se que essa descrição do modelo preon de partículas elementares permite caracterizar os elétrons como funções de uma natureza ondulatória. O ponto é que o número total de estados quânticos possuídos por espumas de spin com fases coerentes também pode ser descrito usando termos de função de onda. Atualmente, um trabalho ativo está em andamento visando unificar a teoria das partículas elementares e T. P. K. G.
Entre os livros sobre gravidade quântica em loop, você pode encontrar muitas informações, por exemplo, nas obras de O. Feirin sobre os paradoxos do mundo quântico. Entre outros trabalhos, vale a pena prestar atenção nos artigos de Lee Smolin.
Problemas
O artigo, em uma versão modificada de Bilson-Thompson, admite queo espectro de massa de partículas é um problema não resolvido que seu modelo não pode descrever. Além disso, ela não resolve questões relacionadas a spins, mixagem Cabibbo. Requer uma ligação com uma teoria mais fundamental. Versões posteriores do artigo recorrem à descrição da dinâmica dos brads usando a transição de Pachner.
Há um confronto constante no mundo da física: teoria das cordas versus teoria da gravidade quântica em loop. Estas são duas obras fundamentais nas quais muitos cientistas famosos ao redor do mundo trabalharam e estão trabalhando.
Teoria das cordas
Falando sobre a teoria da gravidade em loop quântico e a teoria das cordas, é importante entender que essas são duas maneiras completamente diferentes de entender a estrutura da matéria e da energia no Universo.
Teoria das cordas é o "caminho da evolução" da ciência física, que tenta estudar a dinâmica das ações mútuas não entre partículas pontuais, mas cordas quânticas. O material da teoria combina a ideia da mecânica do mundo quântico e a teoria da relatividade. Isso provavelmente ajudará o homem a construir uma futura teoria da gravidade quântica. É justamente pela forma do objeto de estudo que essa teoria tenta descrever os fundamentos do universo de uma forma diferente.
Ao contrário da teoria da gravidade em loop quântico, a teoria das cordas e seus fundamentos são baseados em dados hipotéticos, sugerindo que qualquer partícula elementar e todas as suas interações de natureza fundamental são o resultado de vibrações de cordas quânticas. Esses "elementos" do Universo têm dimensões ultramicroscópicas e em escalas da ordem do comprimento de Planck são 10-35 m.
Os dados desta teoria são matematicamente significativos com bastante precisão, mas ainda não foi capaz de encontrar uma confirmação real no campo de experimentos. A teoria das cordas está associada aos multiversos, que são a interpretação da informação em um número infinito de mundos com diferentes tipos e formas de desenvolvimento de absolutamente tudo.
Base
Gravidade quântica em loop ou teoria das cordas? Esta é uma questão bastante importante, que é difícil, mas precisa ser compreendida. Isso é especialmente importante para os físicos. Para entender melhor a teoria das cordas, é importante saber algumas coisas.
A teoria das cordas poderia nos fornecer uma descrição da transição e todas as características de cada partícula fundamental, mas isso só seria possível se pudéssemos também extrapolar as cordas para o campo de baixa energia da física. Nesse caso, todas essas partículas assumiriam a forma de restrições no espectro de excitação em uma lente unidimensional não local, das quais há um número infinito. A dimensão característica das cordas é um valor extremamente pequeno (cerca de 10-33 m). Em vista disso, uma pessoa não é capaz de observá-los no decorrer dos experimentos. Um análogo desse fenômeno é a vibração das cordas dos instrumentos musicais. Os dados espectrais que "formam" uma string só podem ser possíveis para uma determinada frequência. À medida que a frequência aumenta, também aumenta a energia (acumulada das vibrações). Se aplicarmos a fórmula E=mc2 a esta afirmação, podemos criar uma descrição da matéria que compõe o Universo. A teoria postula que as dimensões da massa das partículas que se manifestam comocordas vibrantes são observadas no mundo real.
A física das cordas deixa em aberto a questão das dimensões do espaço-tempo. A ausência de dimensões espaciais adicionais no mundo macroscópico é explicada de duas maneiras:
- Compatibilidade de dimensões, que são torcidas para tamanhos em que correspondam à ordem do comprimento de Planck;
- A localização de todo o número de partículas que formam um Universo multidimensional em uma "folha do Mundo" de quatro dimensões, que é descrita como um multiverso.
Quantização
Este artigo discute o conceito da teoria da gravidade quântica em loop para bonecos. Este tópico é extremamente difícil de compreender no nível matemático. Aqui consideramos uma representação geral baseada em uma abordagem descritiva. Além disso, em relação a duas teorias "opostas".
Para entender melhor a teoria das cordas, também é importante saber sobre a existência da abordagem de quantização primária e secundária.
A segunda quantização é baseada nos conceitos de um campo de cordas, ou seja, o funcional para o espaço de loops, que é semelhante à teoria quântica de campos. Os formalismos da abordagem primária, por meio de técnicas matemáticas, criam uma descrição do movimento das cordas de teste em seus campos externos. Isso não afeta negativamente a interação entre as cordas e também inclui o fenômeno de decaimento e unificação das cordas. A abordagem primária é a ligação entre as teorias das cordas e as alegações convencionais da teoria de campo sobresuperfície do mundo.
Supersimetria
O mais importante e obrigatório, bem como o "elemento" realista da teoria das cordas é a supersimetria. O conjunto geral de partículas e interações entre elas, que são observadas em energias relativamente baixas, é capaz de reproduzir o componente estrutural do Modelo Padrão em quase todas as formas. Muitas propriedades do Modelo Padrão adquirem explicações elegantes em termos da teoria das supercordas, que também é um argumento importante para a teoria. No entanto, ainda não existem princípios que possam explicar esta ou aquela limitação das teorias das cordas. Esses postulados devem permitir obter uma forma de mundo semelhante ao modelo padrão.
Propriedades
As propriedades mais importantes da teoria das cordas são:
- Os princípios que determinam a estrutura do Universo são a gravidade e a mecânica do mundo quântico. São componentes que não podem ser separados ao criar uma teoria geral. A teoria das cordas implementa essa suposição.
- Estudos de muitos conceitos desenvolvidos do século XX, que nos permitem compreender a estrutura fundamental do mundo, com todos os seus muitos princípios de funcionamento e explicação, são combinados e derivam da teoria das cordas.
- A teoria das cordas não possui parâmetros livres que devem ser ajustados para garantir a concordância, como é exigido no Modelo Padrão, por exemplo.
Em conclusão
Em termos simples, a gravidade em loop quântico é uma maneira de perceber a realidade quetenta descrever a estrutura fundamental do mundo ao nível das partículas elementares. Ele permite que você resolva muitos problemas da física que afetam a organização da matéria e também pertence a uma das principais teorias do mundo. Seu principal oponente é a teoria das cordas, que é bastante lógica, dadas as muitas afirmações verdadeiras desta última. Ambas as teorias encontram sua confirmação em vários campos da pesquisa de partículas elementares, e as tentativas de combinar o "mundo quântico" e a gravidade continuam até hoje.
