Styga (fizika)

Stygų teorija
Pagrindinės temos Superstygų teorija
Teorijos Bozoninė stygų teorija M teorija I tipo stygos · II tipo stygos Heterotinės stygos Stygų dvilypumas Stygų lauko teorija
Sąvokos Styga Brana
Susijusios temos Supersimetrija Supergravitacija Kvantinė gravitacija

Styga – vienas iš pagrindinių teorinės fizikos šakos, vadinamos stygų teorija, tyrinėjimų objektų. Egzistuoja keletas skirtingų stygų teorijų, kurių daugumą suvienija M teorija. Styga yra objektas, turintis vienos dimensijos erdvinį laipsnį, tuo besiskirianti nuo elementariosios dalelės, kuri yra bedimensė (taškinė).

Manoma, jog būdingas stygų, t. y. vibruojančių energijos gijų, ilgio mastelis yra Planko ilgio eilės:

$\ell _{P}={\sqrt {\frac {\hbar G}{c^{3}}}}\cong 1.61624(12)\times 10^{-35}$ m.

Žymiai didesniame mastelyje, pavyzdžiui, matomame fizikos laboratorijose, tokius objektus būtų sunku atskirti nuo bedimensių taškinių dalelių. Vis dėlto vibracinės modos ir stygos struktūra kvantinės lauko teorijos standartiniame modelyje parodytų skirtingas elementarąsias daleles, t. y. stygų teorija aiškina, jog visos elementariosios ir sąveiką pernešančios dalelės sudarytos iš stygų. Pavyzdžiui, viena stygos padėtis sietųsi su fotonu, o kita - su kvarku. Ši vienijanti stygų teorijos ypatybė yra viena iš stipriausių teorijos pusių.

Dalelės masė atsiranda iš vibruojančios stygos energijos: $E=mc^{2}$. Tai reiškia, jog didesnė masę turinti dalelė yra sudaryta iš labiau vibruojančios stygos.

Sklisdamos erdvėlaikiu, stygos išskleidžia dvidimensį paviršių, vadinamą pasauline plokštuma. Analogišką viendimensinei pasaulinei linijai, kurią palieka taškinė dalelė.

Stygų tipai

Uždaros ir atviros stygos

Stygos gali būti tiek atviros, tiek uždaros. Uždara styga yra tokia styga, kuria neturi pabaigos taškų ir todėl topologiškai atitinka apskritimą. Atvira styga turi du pabaigos taškus, todėl topologiškai atitinka tiesės atkarpą. Ne visos stygų teorijos turi atviras stygas, tačiau visos teorijos turi turėti uždaras stygas.

Seniausioji superstygų teorija, turėjusi atviras stygas, buvo I tipo stygų teorija. Tačiau stygų teorijos plėtojimas praėjusio amžiaus 10-ame dešimtmetyje parodė, jog atviros stygos visada turi būti laikomos naujo tipo objektų, vadinamų D-branomis, pabaigomis.

Atviros ir uždaros stygos paprastai yra susietos su vibracinėmis modomis. Viena iš uždaros stygos vibracinių modų gali būti identifikuojama kaip gravitonas (hipotetinė elementarioji dalelė, nusakanti gravitacinę jėgą). Tam tikrose stygų teorijose žemiausios energijos atviros stigos vibracija yra tachionas. Kitos atviros stigos vibracinės modos atskleidžia fotonų ir gliuonų savybes.

Orientacija

Stygos taip pat gali įgyti orientaciją, kuri gali būti laikoma tarsi vidine „rodykle“, leidžiančią atskirti vieną stygą nuo kitos su priešinga orientacija. Neorientuota styga tokios „rodyklės“ neturi.

Šaltiniai

• John Schwarz. „Introduction to Superstring Theory Archyvuota kopija 2019-07-08 iš Wayback Machine projekto.“, 2000.
• Elias Kiritsis. „Introduction to Superstring Theory“, 1998, 2 versija.