Süper sicim teorisi, süpersimetrik sicim teorisi için bir
kısaltmadır; sicim teorisinin hem fermiyonları hem de bozonları açıklayan ve graviteyi
modellemek için süpersimetriyi birleştiren versiyonudur.
Süpersicim teorisi (süpersimetrik sicim teorisi) partikülleri ve temel kuvvetleri çok küçük süpersimetrik sicimlerin titreşimleri şeklinde modelleyerek onları tek bir kuramda anlatmayı amaçlayan bir denemedir; yani ‘Her Şeyin Kuramı’nı bulma yolunda yapılan bir çalışmadır. Kuram, kuantum kütleçekim kuramları arasında en umut verici olanlardan biri olarak düşünülmektedir. Süpersicim kuramı bozonik sicim kuramından farklı olarak hem bozonları hem de fermiyonları kapsar ve kütleçekimi modellemek için süpersimetriyi de içerir. Süpersimetriye göre elektron, kuark, nötrino v.s. gibi bildiğimiz tüm parçacıklar için daha yüksek kütleli süpereşler olmalıdır.
Süpersimetri , parçacıkların neden kütlesi olduğunu açıklamak için, Standart Modeldeki her parçacığa eş bir parçacık olduğunu tahmin eder
Kuramsal fiziğin en temel problemi kütle çekimi tanımlayan ve onu büyük ölçekli yapılara (yıldızlar, galaksiler) uygulayan genel görelilik ile atomik ölçekte etki yapan diğer üç temel kuvveti tanımlayan kuantum mekaniği arasındaki uyumu sağlamaktır.
Bir kuvvetin kuantum alan kuramının gelişmesi değişmez bir şekilde sonsuz olasılıkla sonuçlanır. Fizikçiler bu sonsuzlukları bertaraf etmek için üç temel kuvvette (elektromanyetik, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet) işe yarayan ancak kütleçekimde yaramayan matematiksel teknikler (renormalizasyon) geliştirdiler. Bu yüzden kütleçekimin kuantum kuramının gelişmesi diğer kuvvetler için kullanılandan farklı bir yolla olmalıdır.
1. Temel düşünce
Kuramın esası rezonans frekansında titreşen Planck uzunluğundaki (yaklaşık 10−33 m) sicimlerdir. Kuramdaki her sicim eşit rezonansa veya harmoniğe sahiptir. Farklı harmonikler farklı kuvvetleri belirtir. Bir sicimdeki stres Planck kuvveti türündedir (1044 newton). Graviton (kütleçekim kuvvetinin henüz kuramsal olan ayar parçacığı bu kuramla dalga genliği sıfır olan bir sicim olarak öngörülür.
2. Ekstra boyutlar
Fiziksel uzay 3 boyutlu olarak gözlenir (zamanın da alınmasıyla 4 boyut); bir fiziksel kuramda bu durum göz önünde tutulmalıdır. Yine de bir kuramın dörtten fazla boyut içermesini, yalnız başına, engelleyen hiçbir şey yoktur. Sicim kuramında tutarlılık uzay-zamanın 10, 11 ve 26 boyutta olmasını gerektirir. Gözlem ve kuram arasındaki bu çatışma gözlenemeyen boyutların sıkışıklılığıyla çözümlenir.
Daha yüksek sayıda boyutların canlandırılması insan zihni için zordur, çünkü insan 4 uzaysal boyutta hareket edebilir. Bu sınırlandırma ile başedebilmenin yolu bu fazladan boyutları herhangi bir şekilde canlandırmaya çalışmak yerine, bunları olayların işleyişini tanımlayan denklemlerdeki fazladan numaralar olarak düşünmekten geçer.
3. Kuram sayısı
Kuramsal fizikçiler beş ayrı sicim kuramı olmasından rahatsızdı. Bu durum 1990’larda ikinci süpersicim devrimi ile çözüldü.
1996 yılında Witten ve Hořava, iki on-boyutlu sınır bileşeni içeren özel bir uzay-zaman geometrisi üzerine çalıştı. Çalışmaları M-teorisinin matematiksel yapısına ışık tutuyor ve M-teorisini gerçek dünya fiziğine bağlamanın olası yollarını gösteriyordu.
Beş süpersicim teorisi olan M-teori ve onbir-boyutlu sipergravite teorisi arasındaki ilişkinin şematik gösterimi
Süpersimetrik, hayaletsiz (ghost-free) ve anomalisiz olan beş tür sicim
kuramı vardır (https://universe-review.ca/R15-18-string04.htm)
Sicim Kuramları
Tip
|
Uzay-zaman boyutları
|
Ayrıntılar
|
Bozonik | 26 |
Fermiyon yoktur, sadece bozonlar bulunur. Sadece kuvvetler arasında süpersimetri vardır. Açık ve kapalı sicimler olabilir. Takyon denen hayali kütleler vardır.
|
I | 10 |
Kuvvetler ve maddeler arası süpersimetri vardır. Açık ve kapalı sicimler olabilir. Takyon yoktur. Grup simetrisi SO(32)’dir.
|
IIA | 10 |
Kuvvetler ve maddeler arası süpersimetri vardır. Sadece kapalı sicimler vardır. Takyon yoktur. Fermiyonlar iki yönde de döner.
|
IIB | 10 |
Kuvvetler ve maddeler arası süpersimetri vardır. Sicimler sadece kapalıdır. Takyon yoktur. Fermiyonlar tek yönde dönerler.
|
HO | 10 |
Kuvvetler ve maddeler arası süpersimetri vardır. Sicimler sadece kapalıdır. Takyon yoktur. Heterotiktir, yani sağa ve sola hareketleri farklıdır. Grup simetrisi SO(32) dir.
|
HE | 10 |
Kuvvetler ve maddeler arası süpersimetri vardır. Sicimler sadece kapalıdır. Takyon yoktur. Heterotiktir, yani sağa ve sola hareketleri farklıdır. Grup simetrisi E8 x E8 dir.
|
Yararlanılan Kaynaklar
https://en.wikipedia.org/wiki/M-theory
https://tr.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCpersicim_teorisi
