Úvodní stránka | Tato stránka v originále

Loop kvantová vážnost

Loop kvantová vážnost (LQG) je navrhovaná kvantová teorie spacetime který se smíchá zdánlivě neslučitelné teorie kvantové mechaniky a obecná relativnost (vidí dolů). Jako teorie kvantové vážnosti, to je hlavní konkurent teorie řetězce, ačkoli vláknité osoby outnumber loopy lidi faktorem hrubě 10: 1. Hlavní úspěchy Loop kvantové vážnosti jsou: nonperturbative quantization 3-geometrie prostoru, s oblastí quantized a operátory hlasitosti; výpočet entropie lékařské prohlídky černé díry; a důkaz příkladem že to není nutné mít teorii všeho aby měl rozumného kandidáta na kvantovou teorii vážnosti. Jeho hlavní nedostatky jsou: ne přesto mít obraz dynamiky ale jediný kinematiky; ne přesto schopný včlenit jadernou fyziku; ne přesto schopný obnovit klasický limit.

Tabulka s obsahem
1 neslučitelnost mezi kvantovou mechanikou a obecnou relativností
2 Wilson smyčky a sítě rotace
3 LQG a kvantová kosmologie
4 zkušební testy LQG?
5 osob v LQG a příbuzné oblasti
6 bibliografie
7 externích spojení

Neslučitelnost mezi kvantovou mechanikou a obecná relativnost

Základní lekce obecné relativnosti je že není tam žádné fixované spacetime pozadí, jak nalezený v Newtonian mechanice a relativnosti speciality. Chvíle snadná sahat v principu, toto je nejtvrdější nápad rozumět o relativnosti generála a jeho důsledky jsou hluboké a ne úplně rozuměl, dokonce na klasické úrovni. Do určité míry, obecná relativnost může být viděna být kompletně relační teorie, ve kterém jediný fyzicky podstatná informace je vztah mezi různými událostmi v prostoročase.

Na druhé straně, kvantová mechanika od jeho vynálezu závisela na fixovaném pozadí (non-dynamical) struktura. V případě kvantové mechaniky, to je čas to je dáváno a ne dynamical, jen jak v Newtonian klasické mechanice. V relativistic kvantové polní teorii, jen jak v klasické polní teorii, Minkowski spacetime je fixované pozadí teorie. Konečně, teorie řetězce začala jako zevšeobecňování kvantové polní teorie kde místo toho částeček bodu, řetězec-jako objekty množí v fixovaném spacetime pozadí. Žádný pokus bude předstíral, že popisuje teorii řetězce/M-teorie ve více hloubce v tomto článku, protože to by nebylo možné dělat tomu spravedlnost.

Kvantová polní teorie na zakřivený (non-Minkowskian) pozadí, zatímco ne kvantová teorie vážnosti, ukázal, že některé ty jádrové předpoklady o kvantové polní teorii nemohou být přenesl se do zakřiveného spacetime, nechaný osamocený k plnohodnotné kvantové vážnosti. Zvláště, prázdné místo, když to existuje, je ukazován záviset na cestě pozorovatele přes prostoročas. Také, pojetí pole je viděno být základní přes pojetí částečky (který vyvstává jako příhodný způsob, jak popisovat lokalizovaná vzájemná ovlivňování).

Historicky, tam byly dvě reakce na zřejmou rozporuplnost kvantových teorií s nutným pozadím-nezávislost obecné relativnosti. První je že geometrický výklad obecné relativnosti není základní, ale jen naléhavá kvalita nějakého zázemí-závislá teorie. Toto je výslovně řečené, například, v Stevenovi Weinbergovi je klasika Gravitace a kosmologie učebnice. Odporující názor je to pozadí-nezávislost je základní a kvantová mechanika potřebuje být celkový k nastavením kde tam je ne-priori udal čas. Geometrické hledisko je vysvětleno v klasickém textu Gravitace, Misner, Wheeler a Thorne. To zaujme to dvě knihy obrů teoretické fyziky vyjádření kompletně protějších názorů významu gravitace bylo vydáváno téměř současně v brzy 1970 . Důvod byl že slepá cesta byla sahal. Od té doby, ačkoli, pokrok byl rychlý na obou frontách, vedoucí nakonec k teorii řetězce a Loop kvantové vážnosti.

Loop kvantová vážnost je ovoce úsilí vytvořit pozadí-nezávislá kvantová teorie. Topological kvantové pole teorie poskytovala příklad pozadí-nezávislá kvantová teorie, ale s žádnými místními mírami svobody a jediným finitely mnoho mír svobody globálně. Toto je neadekvátní popisovat vážnost, který dokonce v vakuu má místní míry svobody shodovat se k obecné relativnosti.

Wilson smyčky a sítě rotace

V LQG, struktura spacetime je pěnivá síť ovlivňujících se smyček matematicky popsaných sítěmi rotace. Tyto smyčky jsou asi 10-35 metry ve velikosti, volal Planck měřítko. Smyčky se stahují spolu tvořit okraje, povrchy a vertices, hodně jak dělat mýdlové bubliny se spojily. Jinými slovy, spacetime sám je quantized. Nějaký pokus rozdělit smyčku odkázaný, jestliže úspěšný, přimět to, aby se rozdělil na dvě smyčky každý s velikostí originálu. V LQG, sítě rotace reprezentují kvantové stavy geometrie poměrného spacetime. Díval se na další cestu, Einstein' s teorie obecné relativity je (jak Einstein předpovídal) klasická aproximace geometrie quantized.

LQG a kvantová kosmologie

Důležitý princip v kvantové kosmologii ten LQG drží se je že tam jsou žádní pozorovatelé u vesmíru. Všichni pozorovatelé musí být část vesmíru, který oni pozorují. Nicméně, protože kužele světla limitují informace, které jsou dostupné nějakému pozorovateli, Platonická myšlenka na naprosté pravdy neexistuje v LQG vesmíru. Místo toho, tam existuje důslednost pravd v tom každém pozorovateli bude reportovat shodný (ne nutně stejný) vyplývá jestliže pravdivý.

Další důležitý princip je výtisk kosmologické konstanty, který je hustota energie tkvící v prázdném místě. Protože teorie řetězce/m-teorie použije supersymmetry, fyzika implikuje zápor nebo nulovou comsological konstantu. Toto je ve zjevném protikladu k pozorování, který pozoruje to pozitivní, ale velmi blízký nule, kosmologická konstanta. Nicméně, základní stav v LQG je pozitivní, ačkoli velmi malý; LQG, unlike jeho řetězec soupeře teorie/m-teorie, zřejmě včlení pozitivní kosmologickou konstantu v shodě s pozorováním.

Zkušební testy LQG?

Unlike navleče teorii a M-teorie, LQG učiní experimentálně testable hypotézy.

Cesta vzatá fotonem přes jednotlivou spacetime geometrii by byla odlišná od cesty vzaté stejným fotonem přes nepřetržité spacetime. Normálně, takové rozdíly by měly být bezvýznamné, ale Giovanni Amelino-Camelia poukáže na to fotony, které cestovaly ze vzdálených galaxií mohou odhalit strukturu spacetime. LQG předpovídá, že více aktivních fotonů by mělo cestovat vždy tak lehce rychleji než méně energické fotony. Tento účinek by byl příliš malý pozorovat to uvnitř naší galaxie. Nicméně, lehký dosahovat nás od gamy nárazy paprsku v ostatních galaxiích by měly projevit měnit spektrální posun v průběhu doby. Jinými slovy, vzdálená gama nárazy paprsku by měly vypadat, že vyrazí více modravý a konec více rudý. LQG physcists zneklidněně očekávají výsledky od prostoru-založená gama-paprsek spectrometry experimenty -- soubor mise ke startu v září, 2006.

Nedávný výsledek to vážnost množí u rychlosti světla je shodný s LQG. Nicméně, výsledek významně omezuje teorii řetězce a pravděpodobně M-teorie protože velká množství rozměrů by dovolila vážnosti množit podél zvláštních rozměrů. Tento výsledek dělá ne sám vyloučit všechny formy teorie řetězce.

Osoby v LQG a příbuzné oblasti

Loop kvantová vážnost teoretici:

Bibliografie

Externí odkazy