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Stringtheorie


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Die Superstringtheorie oft auch nur Stringtheorie genannt ist einer der vielversprechenden Kandidaten TOE ( T heory o f E verything ). Der Begriff Superstringtheorie soll ausdrücken dass Stringtheorie der Supersymmetrie gehorcht. Das letztendliche Ziel ist es beiden Haupttheorien der heutigen Physik zu vereinigen: Allgemeine Relativitätstheorie welche bei Strukturen im Großen gültig und die Quantenfeldtheorie die im Mikrokosmos angewendet wird.

Die primäre Aussage der Stringtheorie ist: Elementarteilchen sind nichts anderes als verschiedene Aspekte einzelnen Objekts des so genannten Strings. Daneben sich heraus dass eine solche Theorie nur 10 oder 11 Dimensionen sinnvoll formuliert werden In Anlehnung an Kaluza-Klein-Theorien werden dabei alle die 3+1 Raum-Zeit-Dimensionen herausgehenden Dimensionen als Kompaktifizierte aufgefasst die der direkten Beobachtung nicht zugänglich

Die Strings der Stringtheorie sind eindimensionale welche wie Saiten (daher auch der englische String ) in diesem vieldimensionalen Raum schwingen. Je mit welcher " Frequenz " ( Energie ) und in welchen der Raumdimensionen die schwingen stellen sie nach den Vorstellungen der z. B. Elektronen oder Quarks dar. Besonders ermutigend ist dass einer Schwingungszustände dem des hypothetischen Gravitons entspricht; dies gilt als Anzeichen dass Superstringtheorie ihrem Anspruch die Gravitation zu umfassen werden könnte.

Da alle bekannten Elementarteilchen nach allen Messungen punktförmig erscheinen müssen Strings deutlich kleiner die bisherige Messauflösung sein. Aus theoretischen Überlegungen Strings eine Ausdehnung in der Größenordnung der Planck-Länge besitzen. Um Objekte dieser Ausdehnung zu wäre ein Teilchenbeschleuniger von der Ausdehnung des Sonnensystems notwendig.

Verallgemeinerungen der Strings sind Membrane und Objekte die ebenfalls schwingen; allerdings sind die derartiger Objekte so hoch dass sie wahrscheinlich von Bedeutung sind.

Die Stringtheorie wurde ursprünglich rein mathematisch Symmetrieprinzipien abgeleitet. Hieraus ließen sich fünf Stringtheorien I Typ IIA Typ IIB O-heterotisch E-heterotisch) die sich später als verschiedene Approximationen einer Theorie ( M-Theorie ) herausstellten. Der Nachweis dass es sich diesen Theorien um Aspekte einer einzelnen Theorie wurde durch Aufzeigen von Dualitäten zwischen den Stringtheorien erbracht.

Ein interessantes Ergebnis dieser Vereinignung der war dass die elfdimensionale Supergravitation als weiterer der M-Theorie erkannt wurde. Diese enthält keine sondern approximiert sie durch Punktteilchen.

Wichtige Beiträge zur Stringtheorie wurden u.a. Michael Green John Schwarz und Edward Witten

Siehe auch: Loop-Quantengravitation

Literatur

  • Brian Greene: The Elegant Universe: Superstrings Hidden Dimensions and Quest for the Ultimate Theory ISBN 0393058581 .

Weblinks



Bücher zum Thema Stringtheorie

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