ממברנה (תורת המיתרים)

בתורת M, המונח "ממברנה" או "קרומית" (Membrane), בקיצור "רומית" או "Brane", מוגדרת כ-"גוף", "מרחב-זמן" או "יריעת עולם". לצורך העניין, ברנה, בעלת P ממדים. הממברנות ממוספרות על פי מספר הממדים המרחביים שלהן. לדוגמה: שתי ברנות (כל אחת היא מיתר) הנפגשות יוצרות ממברנה אחת. כלומר, ברנה אחת היא מיתר, שתי ברנות הן ממברנה אחת המכילה 2 ממדים (כלומר, ערך ה-P של הממברנה שווה ל-2). לפי חוקיות זו, שתי ממברנות יוצרות 4 ממדים (כך ש-P=4) וכן הלאה.

ממברנות שימושיות לתיאור מרחבים בעלי יותר מארבעת הממדים הידועים לנו במרחב-זמן, והן יכולות לכלול בתוכן אפילו 11 ממדים ויותר (בתורת העל-מיתר, ממברנות יכולות להיכל עד 26 ממדים). לכן, תאוריית הממברנות לוקחת חלק חשוב בתחום תורות "מרחב-זמן" - כמו תורת M המציעה כי קיימים יותר מארבעה ממדים ב-"מרחב-זמן", וכמו כן תורת העל-מיתר ותאוריות נוספות. למעשה, התאוריות הללו הן חלק מתורת ההפרעות במיתרים. הממברנות מוגדרות כהפרעה במרחב (הפרעה באחידות של המרחב, כמו אדוות מים באגם - הגלים משתנים וגורמים להפרעה במשטח ה-"מרחב-זמן" של הממברנה), והן לוקחות חלק חשוב בתורת ההפרעות - מפני שהן בעצם עצמים המשתרעים על גבי P ממדים במרחב. בנוסף לכך, המיתר של תורת המיתרים מוגדר כבעל 2 ממדים בתנועתו השווה לממברנה אחת היכולה להיצמד לאובייקטים רב-מימדיים כמו ממברנת דיריכלה הפועלת כמו שטיח האוסף שערות שבמקרה זה היא ממברנה האוספת מימדים על ידי התמזגות עם מיתרים פתוחים.

ממברנות בתורת מיתרי העל
בתיאוריה, 2 ברנות מהוות מיתרים. עד לשנות ה-90 נעשה גלוי לעין שהתאוריה יכולה להתרחב כדי לכלול בתוכה מספר גבוה יותר של מימדים באובייקטים. בצורה אופיינית האובייקטים הללו לא מופיעים בתורת ההתפלגות.

מלבד מהמיתר היסודי (F- String) של תאוריית המיתרים והדואליות המגנטית, האובייקט בעל חמישה ממדים (NS5-Brane), הסוג של הממברנה שהרבה מדענים חקרו היא ממברנת דיריכלה אשר יכולה להתמזג עם מיתרים פתוחים. סוגים שונים של ממברנת דיריכלה או (D-brane) יכולה להימצא בתאוריות אחרות.

התפתחות תאוריית הממברנות
בעשורים האחרונים התאוריה על הממברנה מתפתחת הרבה, ולאחרונה נמצא עוד מימד והתיאוריה שמיתר יסודי בתורת העל-מיתר הפך לממברנה דו-ממדית בשם M1 brane (או ברנת על) שהמגנטיות הדואלית שלו היא ברנת M5. הסוגים השונים של הברנות בתורת המיתרים נחשבים קשורים גם כנראה לממדי על של ברנת M5 העוטפים כמה סוגים של סיבובים.
תורת ה-M טוענת כי המיתרים של האנרגיה יכולים לגדול לממברנות או ברנות גדולות יותר בגודל של היקום וגם שהמיתרים צריכים לרעוד ביותר מ-3 ממדי מרחב כנראה 6 ממדים ועוד מימד זמן.

סוגי ממברנות ודואליות המשפיעה עליהם
ממברנת דיריכלה
ממברנת S
ממברנה שחורה
דואליות של הממברנות S, U, T

קישורים חיצוניים
 

תורת המיתרים