Teoria das Cordas e Calabi-Yau Manifolds

O problema de dimensões extras continuou a assolar a teoria das cordas, mas estes foram resolvidos pela introdução da ideia de compactification, em que as dimensões extras enrolar-se em torno de si, crescendo tão pequena que eles são extremamente difíceis de detectar.

A matemática de como isto pode ser conseguido já tinha sido desenvolvido sob a forma de complexo manifolds Calabi-Yau, um exemplo do qual é representado nesta figura. O problema é que a teoria das cordas oferece nenhuma maneira real para determinar exatamente qual das muitas variedades de Calabi-Yau é certo!

Quando as dimensões extras foram descobertos na década de 1970, ficou claro que eles devem estar escondidos em alguma forma. Afinal de contas, nós certamente não ver mais do que três dimensões espaciais.

Uma sugestão foi a que havia sido proposto por Kaluza e Klein meio século antes: As dimensões poderia ser enrolado em um tamanho muito pequeno.

As primeiras tentativas de se enroscar essas dimensões extras passou a ter problemas, porque eles tendem a manter a simetria entre esquerda; e para a direita; as partículas entregues (chamada paridade por físicos), o que não é sempre mantida na natureza. Essa violação é crucial para a compreensão do funcionamento da força nuclear fraca.

Para a teoria das cordas para trabalhar, tinha que haver uma maneira de compactificadas as seis dimensões extras, mantendo uma distinção entre a esquerda; partículas handed; handed e direito.

Em 1985, as variedades de Calabi-Yau (criado para outros fins anos antes por matemáticos Eugenio Calabi e Shing-Tung Yau) foram utilizados por Edward Witten, Philip Candelas, Gary Horowitz e Andrew Strominger para compactificadas as seis dimensões espaciais extras apenas no caminho certo. Estas variedades não apenas preservada a destreza manual das partículas, mas que também preservada supersymmetry apenas o suficiente para replicar certos aspectos do modelo padrão.

Uma vantagem dos colectores de Calabi-Yau era que a geometria das dimensões dobradas dá origem a diferentes tipos de partículas observáveis ​​no nosso universo. Se a forma de Calabi-Yau tem três furos (ou melhor, análogos de dimensão superior de buracos), três famílias de partículas será prevista pelo Modelo Padrão da física de partículas.

Obviamente, por extensão, uma forma com cinco furos terá cinco famílias, mas os físicos estão apenas preocupados com as três famílias de partículas que eles sabem que existe neste universo.

Infelizmente, há dezenas de milhares de possíveis variedades de Calabi-Yau de seis dimensões, e a teoria das cordas não oferece meios razoáveis ​​de determinar qual é o caminho certo. Para essa matéria, mesmo que os físicos poderiam determinar qual deles era o caminho certo, eles ainda querem responder à pergunta de por que o universo dobrou as seis dimensões extras nessa configuração particular.

Quando manifolds Calabi-Yau foram descobertos, esperava-se por alguns membros vocais da comunidade teoria das cordas que um colector específica cairia como o caminho certo. Isto não provou ser o caso, e é isso que muitos teóricos das cordas teria esperado em primeiro lugar - que o colector específica Calabi-Yau é uma quantidade que tem de ser determinada pela experiência.

Na verdade, é agora conhecido que algumas outras geometrias para espaços dobrados também pode manter as propriedades necessárias.