A teoria das cordas ea simetria

Video: Teoria das Cordas - Universo Elegante - Episódio 2 - Cordas, A Resposta

A teoria das cordas vai além das simetrias que observamos para prever ainda mais simetrias que não são observadas na natureza. Ela prevê uma simetria necessário que não é observado na natureza, chamado supersimetria. Nas energias que observamos, a supersimetria é um exemplo de uma simetria quebrada, embora os físicos acreditam que, em situações de alta energia, a supersimetria não mais seria quebrado (que é o que torna tão interessante para estudar).

Uma mudança na localização ou posição que mantém as propriedades do sistema é chamado de simetria geométrica (Ou às vezes simetria translacional). Outra forma de simetria é um simetria interna, que é quando algo dentro do sistema pode ser trocada por outra coisa e o sistema (como um todo) não muda.

Quando uma situação simétrica em alta energia cai em uma energia mais baixa Estado Fundamental que é assimétrico, é chamado ruptura espontânea de simetria. Um exemplo seria quando uma roleta gira e retarda em um A bola em última análise, se instala em um slot na roda “estado fundamental.” - e o jogador quer ganha ou perde.

simetria translacional: mesmo sistema, ponto diferente

Se um objeto tem translacional simetria, você pode movê-la e continua a ter a mesma aparência. Movendo objetos no espaço não altera as propriedades físicas do sistema.

Agora, a energia potencial devido à gravidade muda dependendo de onde um objeto é. Movendo-se a localização de um objeto no espaço pode ter um impacto sobre o sistema físico, mas as leis da física em si não muda (tanto quanto nós podemos dizer). Se o Empire State Building, a Terra, e o último centavo realizada sobre a borda (todo o “sistema” no exemplo da energia potencial na ficha caiu do prédio) foram todos deslocados pela mesma quantidade no mesmo sentido, haveria haver mudança perceptível para o sistema.

simetria interna: O sistema muda, mas o resultado permanece o mesmo

em um simetria interna, alguma propriedade do sistema pode sofrer uma mudança sem mudar o resultado do resultado.

Por exemplo, mudando a cada partícula com sua antipartícula - mudando cargas positivas para cargas negativas e negativo para positivo - deixa as forças eletromagnéticas envolvidos completamente idênticos. Esta é uma forma de simetria interna, chamada cobrar simetria conjugação. A maioria das simetrias internas não são simetrias perfeitas, o que significa que eles se comportam um pouco diferente em algumas situações.

Quebra espontânea de simetria: A desagregação gradual

Os físicos acreditam que as leis do universo costumava ser ainda mais simétrica, mas passaram por um processo chamado de ruptura espontânea de simetria, onde a simetria desmorona no universo que observamos.

Se tudo fosse perfeitamente simétrica, o universo seria um lugar muito chato. As pequenas diferenças no universo - as simetrias quebradas - são o que fazem o mundo natural tão interessante, mas quando os físicos olhar para as leis físicas, eles tendem a achar que as diferenças são relativamente pequeno em comparação com as semelhanças.

Para entender quebra espontânea de simetria, considere um lápis perfeitamente equilibrado sobre a ponta. O lápis está em um estado de equilíbrio perfeito, de equilíbrio, mas é instável. Qualquer pequena perturbação fará com que ele caia. No entanto, nenhuma lei da física diz que caminho o lápis vai cair. A situação é perfeitamente simétrico, porque todas as direções são iguais.

Assim que os lápis começa a cair, no entanto, leis definidas da física ditam a direção que vai continuar a cair. A situação simétrico espontaneamente (e, para todos os efeitos e propósitos, aleatoriamente) começa a entrar em colapso em uma forma definida, assimétrico. Como o sistema entra em colapso, as outras opções não estão mais disponíveis para o sistema.

O Modelo Padrão da física de partículas, bem como a teoria das cordas (que inclui o modelo padrão como uma aproximação de baixa energia), prevê que algumas propriedades do universo eram uma vez altamente simétrica, mas sofreram quebra espontânea de simetria no universo que observamos agora.