Sicim teorisi
Genel bakış

Sicim teorisi için başlangıç noktası temel Parçacık fiziği'nin nokta gibi parçacıklar da sicimleri denilen tek boyutlu nesneler olarak modellenebilir fikridir. Sicim teorisine göre, sicimlerin birçok yönden salınımı olabilir. Sicim, yarıçapı daha büyük mesafeli ölçeklerde, her salınım modu, kütle, yük ve sicim dinamiklerini tarafından belirlenen diğer özellikleri ile, parçacığın farklı bir türüne yol açmaktadır. Partikül emisyon ve soğurmaya karşılık ise sicimlerin bölme ve rekombinasyon parçacıklar arasındaki etkileşimleri neden olur veren, partikül emisyon ve soğurma karşılık gelmektedir. Sicimlerin titreşim modları için bir benzetme birden çok farklı müzik notaları olan bir gitar teli eseridir. Bu benzetmede, farklı notalar farklı parçacıkların karşılık gelmektedir.
Sicim teorisi olarak, sicim salınım modları biri kütlesiz, spin- 2 parçacık karşılık gelir. Yerçekiminin özelliklere sahip olan bir kuvvet aracılığı ile böyle bir parçacık çekimsel olarak adlandırılır. Sicim teorisi bir matematiksel tutarlı bir kuantum mekanik teori olduğuna inanılıyor olduğundan, bu graviton durumları varlığı, Sicim teorisi bir kuantum yerçekimi teorisidir anlamına gelir.
Sicim teorisi tam bir döngü oluşturmak için iki ayrı uca sahip hem açık sicimleri hem de kapalı sicimleri içerir. Sicim iki tür farklı parçacık türleri veren, biraz farklı şekillerde davranırlar. Örneğin, tüm sicim teorilerinde graviton sicim modları kapalı, ancak açık sicimlere sadece foton olarak bilinen parçacıklar karşılık gelebilir. Açık bir sicimin iki ucu her zaman karşı karşıya gelebilir ve kapalı bir sicim oluşturup bağlanabilir bu nedenle her sicim teorisi kapalı sicimler içerir.
İlk sicim modeli, bozonik sicim bozonları olarak bilinen parçacıkların sadece bu sınıfa dahil. Bu model, yeterince düşük enerjilerde de içeren bir kuantum kütleçekimi teorisi, (eğer açık sicimler de dahilse) bu foton gibi ölçek bozonları açıklar. Ancak bu modelin sorunları vardır. Ne en önemli olan teori temel bir istikrarsızlık olmasıdır, kendisinin uzay-zamanın (en azından kısmen) çürümesine neden olduğuna inanılmaktadır. Adından da anlaşılacağı gibi ek olarak, parçacıkların spektrumu sadece bozonları, foton gibi, özel davranış kurallarına uyan parçacıkları içerir. Kabaca söylersek, bozonlarda radyasyon bileşenleri bulunur, ancak bu fermiyonlardan yapılmış bir madde, süpersimetri icadır. Bir sicim teorisi nasıl inceleneceği bozonları ve fermiyonlar arasında matematiksel bir ilişki nedeniyle fermiyonlar içerebilir. Fermiyonik titreşimler içeren Sicim teorileri şimdi Süper sicim teorileri olarak bilinir, birkaç çeşit tarif edilmiştir, ama şimdi M-teorisi adı verilen sınırları farklı bir teori olduğu düşünülmektedir.
Sicim teorisi yerçekimi dahil olmak üzere temel etkileşimlerden bu yana hepsini içerir, birçok fizikçi tamamen bizim evreni açıklayan bu her şeyin bir teorisini yapacağını umuyoruz. Sicim teorisi güncel araştırma hedeflerinden biri, karanlık madde ve kozmik enflasyon makul bir mekanizma içeren, küçük bir kozmolojik sabit ile, standart model ile kantitatif aynıdır teorisinin bir çözüm bulmaktır. Henüz ne böyle bir sicim teorisi vardır, ne de teori ayrıntıları ne kadar özgür seçim yapmanızı sağlar bilinir olup olmadığı bilinmemektedir.
Sicim teorisinin zorluklardan biri henüz her koşulda tatmin edici bir tam teori tanımının var olmamasıdır. Sicimlerin saçılması en ileri düzey pertürbasyon teorisinin teknikleri kullanılarak tanımlanır, ancak nonperturbativ sicim teorisini tanımlamak için nasıl genellik olacağı bilinmemektedir. Ayrıca sicim teorisi (Sicim teorisi şekline bakın), bizim evrenin özelliklerini belirleyen uzay-zaman yapılandırma vakum durumu seçer herhangi bir ilkenin var olup olmadığı konusunda açık değildir.