M teorija

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

M teorija (kartais vadinama U teorija) – fizikos teorija, kuri sujungia ir apibendrina penkias superstygų teorijas. Edvardas Vitenas pateikė šios teorijos modelį Pietų Kalifornijos Universiteto konferencijoje 1995 metais.

Dešimtojo dešimtmečio pradžioje buvo pastebėta, kad įvairias superstygų teorijas jungia dvilypumai. Tai įgalino fizikus susieti vieno objekto apibūdinimą vienoje superstygų teorijoje, su kito objekto apibūdinimo kitoje superstygų teorijoje. Tai leido suprasti, kad visos superstygų teorijos tėra skirtingi vienos teorijos, kuri buvo pavadinta M teorija, aspektai.

M teorija nėra baigta ir vis dar intensyviai vystoma.

M teorija ir branos

Iki M teorijos manyta, jog egzistuoja tik viena fundamentinė visatos sudedamoji dalis – styga. M teorija, sujungusi penkias superstygų teorijas, pridėjo dar vieną, tik šį kartą daugiamatę sudedamąją dalį – braną. Pavadinimas kilo nuo žodžio membrana, kuri stygų teorijoje apibūdinama kaip 2-brana, t. y. dvidimensė brana. Šiuo atžvilgiu vieno matmens brana (1-brana) yra styga. Standartinės dešimties dimensijų superstygų teorijos nesugebėjo susidoroti su branomis, todėl M teorijoje buvo pridėtas vienuoliktas matmuo ir ši teorija yra apibūdinama 11 matmenų erdvėlaikiu.

Joseph Polchinski atskleidė gana sudėtingą sąryšį tarp branų ir atvirų stygų. Jis atrado, jog visais atvejais atvirų stygų galai negali judėti visiškai laisvai, nes jie yra tarsi pritvirtinti prie branos, arba juda jos ribojamoje erdvės srityje. J. Polchinski argumentavo, jog jei atviros stygos galai juda tam tikroje p skaičiaus dimensijų erdvės srityje, tai tą sritį užpildo tam tikra p-brana, vadinama Dirichlė-p-brana (sutrumpintai D-p-brana arba D-brana). Tokios branos turi lygiai tokias pačias savybes, kaip ir prie jos pritvirtintos stygos.

Uždaros stygos nėra pritvirtintos prie branų, todėl gali laisvai judėti iš vienos į kitą. Tokios stygos, turinčios tam tikrą vibracinę modą (dažnį) atitikmuo yra gravitonas (kol kas tik hipotetinė gravitacinės sąveikos dalelė). Tuo skiriasi nuo kitų trijų sąveiką pernešančių dalelių, kurios yra atviros stygos su prie atitinkamų p-branų pritvirtintais galais ir negalinčios keliauti iš vienos branos į kitą. Mokslininkai spėja, kad būtent dėl šios priežasties nepavyksta sujungti silpnosios, stipriosios ir elektromagnetinės sąveikų su gravitacine sąveika.