Was ist die schlagende Signatur der Stringtheorie?

Was ist die schlagende Signatur der Stringtheorie? Angenommen, wir haben ein vollständiges und konsistentes Modell der Quantengravitation mit einer Null- oder negativen kosmologischen Konstante, aber alles, was uns gegeben wird, ist ihre vollständige S-Matrix. Wie können wir anhand dieser Informationen herausfinden, ob dieses Modell einer stringtheoretischen Kompaktifizierung entspricht oder nicht?

Wenn die kosmologische Konstante positiv ist, was können wir anstelle der S-Matrix verwenden?

Der Titel (v1) für sich genommen bezieht sich auf physical.stackexchange.com/q/15/2451 und physical.stackexchange.com/q/5057/2451 , obwohl die Hauptfrage anders ist.
@QMechanic - Die Frage, auf die Sie verlinken, ist selbst geschlossen, da sie ein Duplikat dieser Frage ist . Aber diese Frage scheint nach etwas zu fragen, das enger definiert (und daher vernünftiger) ist als die beiden vorherigen.
Dies ist eine bedeutungslose Frage. Man kann nicht objektiv im Voraus sagen, was die „gute Unterschrift“ einer Theorie ist – irgendeiner Theorie. Der Begriff "Smoking Gun Signature" ist ein Begriff in der Wissenschaftsgeschichte, nicht die Wissenschaft selbst, der mit einem bestimmten Beweisstück verbunden ist, das die meisten Menschen historisch davon überzeugt hat, dass eine neue Theorie aufgestellt wurde. Allerdings hätte „die“ Rauchpistolen-Signatur in jedem Fall auch etwas ganz anderes sein können. Jede Theorie hat viele Erscheinungsformen – und insbesondere die Stringtheorie hat viel mehr Konsequenzen als andere Theorien.
Man kann Dutzende von sehr allgemeinen Dingen sagen, die nach der Stringtheorie auf der Planck-Skala beobachtbar wären. Bisher wurde jedoch keines davon beobachtet, aus dem einfachen Grund, dass wir Plancksche Phänomene in der Praxis nicht direkt beobachten können. Es ist viel wahrscheinlicher, dass zuerst ein niederenergetischer Fingerabdruck beobachtet wird, was zwangsläufig sehr indirekt mit der fundamentalen Theorie zusammenhängt, aber wir wissen nicht, welcher Schlüsselaspekt zuerst beobachtet wird und ob die Menschen jemals in der Lage sein werden, einen zu beobachten alle.

Antworten (1)

Ich (ein Experimentator) werde hineinwaten, wo Engel (Theoretiker) Angst haben zu treten :).

Es gibt diesen großartigen ausführlichen Bericht von CMS, in dem Sie im Einführungsteil die Motivation für das Experiment sehen werden als:

Verschiedene Alternativen zum Standardmodell berufen sich auf neue Symmetrien, neue Kräfte oder Bestandteile. Darüber hinaus gibt es große Hoffnungen auf Entdeckungen, die den Weg zu einer einheitlichen Theorie ebnen könnten. Diese Entdeckungen könnten die Form von Supersymmetrie oder zusätzlichen Dimensionen annehmen, wobei letztere oft eine Modifikation der Schwerkraft auf der TeV-Skala erfordern.

So wurden Experimentalisten dazu verleitet, nach zusätzlichen Dimensionen zu suchen, einem der möglichen Merkmale der Stringtheorie, wie sie von verschiedenen phänomenologischen Modellen "vorhergesagt" werden.

Wenn nichts Neues/Unerwartetes wie dieses gefunden wird, schließt das nicht aus, dass die Stringtheorien als die Theorie von allem in der Zukunft auf uns warten.

Findet man in den Daten ein Signal von überdimensionalen Dimensionen, singen Stringtheoretiker ein anderes, nicht so vorsichtiges Lied.

Große zusätzliche Dimensionen haben nichts mit der Stringtheorie zu tun. Die zusätzlichen Dimensionen der Stringtheorie würden auf der Planck-Skala liegen, nicht auf der TeV-Skala.
Jetzt, wo ich darüber nachdenke, denke ich, dass mein Kommentar oben eine zu starke Vereinfachung war. In Theorien mit großen zusätzlichen Dimensionen ist die aus makroskopischen Experimenten abgeleitete Planck-Länge nicht die wahre Planck-Länge; Die Motivation ist, dass die wahre Planck-Länge dieselbe ist wie die elektroschwache Skala, aber wir sehen die Planck-Länge verzerrt, weil wir die zusätzlichen Dimensionen nicht sehen. Aber ich denke, es stimmt immer noch nicht, dass die Entdeckung großer zusätzlicher Dimensionen ein Beweis für die Stringtheorie wäre.
@BenCrowell Zu der Zeit, als die LHC-Experimente geplant wurden, schlugen die Stringphänomenologen es als rauchende Waffe der Stringtheorie vor und als solche wurde es von den Planern der Experimente im Jahr 2000 oder so übernommen. Es war eine Reihe von Artikeln von Dimopoulos und Arkani Hammed et al. Später erschien ein anderer Vorschlag, aber im Moment kann ich mich nicht an die Autoren erinnern. Schließlich sind es Stringtheorien, die zusätzliche Dimensionen eingeführt haben. Wenn sie also als zugänglich befunden werden, wäre der erste Gedanke „Phänomenologen hatten Recht“. Vielleicht würden später Alternativen auftauchen.
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