Stringmodelle der Teilchenphysik

  1. Welche allgemeinen Merkmale der Teilchenphysik werden durch die Konstruktion von Stringmodellen von Teilchenmodellen abgeleitet/repliziert?

  2. Wie gehen solche Modelle mit der Festlegung freier Parameter wie der Massen und der Kopplungskonstanten im Standardmodell um?

Ich habe ein wenig Hintergrundwissen über die Stringtheorie, da ich den ersten Teil von Zweibachs Buch studiert habe, aber abgesehen davon, dass ich einige Vorträge über die AdS/CFT-Korrespondenz und die Stringlandschaft besucht habe, weiß ich nicht viel darüber.

Ich denke, sie können jetzt zwei Tatsachen und eine Folge davon replizieren: 1) Es mag ein Universum geben, aber es könnte auch eine nahezu unendliche Anzahl davon geben. 2) Es gibt Schwerkraft oder zumindest etwas, das wie Schwerkraft aussehen könnte, wenn man mit beiden Augen fest zusammenkniff. 3) Es ist unmöglich, dass die Stringtheorie falsch sein könnte, viel zu viele viel zu schlaue Leute haben viel zu viel Zeit damit verbracht. ;-)
@CuriousOne Ich verstehe deinen zweiten Punkt. gilt, dass Einsteins Feldgleichungen zwangsläufig bei der Quantisierung von Strings entstehen, die der Lorentz-Invarianz unterliegen, was ein sehr nettes Feature ist. aber der erste punkt ist für meine antwort nicht ganz geeignet, denn wir wissen nicht in welchen minima der stringlandschaft unser universum steckt und können daher keine vorraussagen machen..deshalb frage ich, welche generellen eigenschaften genau durch die theorie beschrieben werden die wir kennen, gibt es in der heutigen Teilchenphysik..
Verstehen Sie mich nicht falsch, ich bin mir ziemlich sicher, dass einige Aspekte der Stringtheorie möglicherweise in der Natur implementiert sind ... wenn wir die Raumzeit spaghettifizieren, könnte die Quantentheorie für einen sehr kurzen Moment wie Stringtheorie aussehen, während wir in der verschwinden Kaninchenbau, aber das ist wie das Auftreten von Anyons in der Festkörperphysik: interessant, aber in keiner Weise Form oder Form grundlegend. Für meinen Geschmack konnte die Stringtheorie nichts hervorbringen, was wie eine überzeugende Version der nächsten Theorieebene aussieht. Warum sollte es? Es gibt keine empirischen Daten, an die die nächste Theorie angepasst werden könnte.

Antworten (2)

Obwohl es sich um eine sehr wichtige Frage handelt, glaube ich nicht, dass meine Antwort dem Versuch gerecht werden kann, ein gigantisches offenes Problem in der theoretischen Physik zu erklären. Aber ich kann Ihnen einen Überblick geben und Sie in die richtige Richtung weisen.

Bis jetzt ist alles in Arbeit. Es gibt viele Probleme mit dem Standardmodell, die aktuelle experimentelle Daten nicht validieren können, wie z. B. warum drei Familien von Fermionen, warum es so viele freie Parameter gibt usw. Was die Stringtheorie tun muss, ist, dass sie einen konsistenten Formalismus liefern muss, in dem a Eine 10-dimensionale supersymmetrische Theorie kann eine Eichtheorie ergeben (die im Prinzip die MSSM reproduzieren kann), die perturbativ an die Einstein-Hilbert-Schwerkraft in 4 Dimensionen gekoppelt ist. Wir wissen, dass die Stringtheorie die EH-Schwerkraft reproduziert.

Für teilchenphysikalische Konstruktionen gibt es heute drei stark nachgefragte Methoden:

a) Calabi-Yau und orientifold Compactification

b) Modellbau aus D-Branes

c) F-Theorie

Ich würde das Buch von Uranga und Ibanez über Stringtheorie und Teilchenphysik empfehlen , das sehr gut ist und einem erfahrenen Forscher auf die Interessen eines Doktoranden eingeht.

Eine der Schlüsselideen in der Stringtheorie besteht darin, die korrekte Verdichtung von einer 10-dimensionalen supersymmetrischen Theorie zu einer 4-dimensionalen nicht-supersymmetrischen Theorie zu erhalten. Ein sehr interessanter Weg dafür ist das Studium der Calabi-yau-Mannigfaltigkeiten, für die die Lektüre der ausgezeichneten Rezension von Brian Green empfohlen wird.

Schließlich gibt es noch die F-Theorie. Ich werde hier nicht auf die Details der F-Theorie eingehen, aber es gibt einen sehr schönen Überblick von Timo Weigand über die F-Theorie und den Modellbau.

Alle diese Methoden sind vielversprechend, und es wird viel Arbeit in diesen Bereichen geleistet, aber die Fragen, die Sie stellen, sind noch in Arbeit. Die Hoffnung ist, dass man ein Modell aus der Stringtheorie im 10-Da-Modell einer Eichtheorie ableiten kann, die perturbativ an die Gravitation gekoppelt ist, so dass die Eichtheorie den Erhalt der Parameter im Standardmodell erklären kann.

Ich würde auch die Vorträge von Frederik Denef und Elias Kiritsis und die darin enthaltenen Referenzen empfehlen.

Alles in allem muss die Stringtheorie noch das Standardmodell zurückgewinnen, aber sie ist in Arbeit.

Für eine Reihe grundlegender Einführungen würde ich diese Notizen von Jan Louis und einige Notizen von Fernando Quevedo empfehlen, die hier und hier zu finden sind . Diese beiden Personen gehören zu den einflussreichsten Stringphänomenologen.

"Welche allgemeinen Merkmale der Teilchenphysik werden durch die Konstruktion von String-Modellen von Teilchenmodellen abgeleitet/repliziert?"

Alle von ihnen. Im Wesentlichen hat jede feldtheoretische Eigenschaft oder jedes Phänomen des Standardmodells eine stringtheoretische Realisierung.

„Wie gehen solche Modelle mit der Festlegung freier Parameter wie der Massen und der Kopplungskonstanten im Standardmodell um?“

Grundsätzlich werden solche Größen durch die Wahl des Vakuums bestimmt. Wenn beispielsweise ein Füllstandsfeld durch einen Branstapel realisiert wird, kann die Kopplung gleich dem Volumen der Branen sein. Aber in der Praxis ist die Fähigkeit, sie zu berechnen, noch begrenzt.

Ich denke, das OP fragt eher nach expliziten Stringkonstruktionen, die bestimmte Merkmale von zB dem Standardmodell ergeben.
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