Keelteooria alused

Keelteooria on matemaatiline teooria, mis püüab selgitada teatud nähtusi, mida kvantfüüsika standardmudeli kohaselt ei saa praegu seletada.

Oma põhitegevuses kasutab stringiteooria kvantfüüsika osakeste asemel ühemõõtmeliste stringide mudelit. Need stringid, suurus Planki pikkus (10^-35 m) vibreerivad kindlatel resonantssagedustel. Mõned keelte teooria värsked versioonid on ennustanud, et keelpillid võivad olla pikema pikkusega, üles ligi millimeetri suuruseks, mis tähendaks, et nad asuvad selles valdkonnas, mida eksperimendid suudaksid tuvastada neid. Stringteooriast tulenevad valemid ennustavad rohkem kui nelja dimensiooni (kõige tavalisemad 10 või 11) variandid, kuigi ühe versiooni jaoks on vaja 26 mõõdet), kuid lisamõõtmed on Plancki piires "üles keeratud" pikkus.

Lisaks keelpillidele sisaldab stringiteooria teist tüüpi põhiobjekte, mida nimetatakse a brane, millel võib olla palju rohkem dimensioone. Mõne "braneworldi" stsenaariumi korral on meie universum tegelikult "kinni" kolmemõõtmelises ajus (nn 3-brane).

Keelteooria töötati algselt välja 1970ndatel, püüdes selgitada mõningaid vastuolusid hadronite ja teiste energiakäitumisega füüsika põhiosakesed.

Nagu suure osa kvantfüüsika puhul, ei saa keelteteooriat rakendavat matemaatikat üheselt lahendada. Füüsikud peavad lähenemislahenduste seeria saamiseks kasutama perturbatsiooniteooriat. Sellised lahendused sisaldavad muidugi eeldusi, mis võivad olla tõesed või mitte.

Selle töö ajendav lootus on, et selle tulemuseks on "kõige teooria", mis sisaldab ka lahendus probleemile kvantgravitatsioon, ja lepitada kvantfüüsika koos üldrelatiivsus, leppides sellega kokku füüsika põhijõud.

Algne keelteooria keskendus ainult bosoni osakesed.

Ülemise vöö teooria (lühendatult "supersümmeetrilise stringiteooria") hõlmab bosone teise osakesega, fermioonid, aga ka gravitatsiooni modelleerimise supersümmeetria. Seal on viis sõltumatut pealisehituse teooriat:

• 1. tüüp
• IIA tüüp
• IIB tüüp
• Tüüp HO
• Tüüp HE

M-teooria: 1995. aastal välja pakutud ülakeele teooria, mis üritab konsolideerida I, IIA, IIB, HO ja HE tüüpi mudeleid sama fundamentaalse füüsikalise mudeli variantidena.

Keelteooria uurimise üks tagajärg on mõistmine, et võimalikke teooriaid on tohutul hulgal konstrueeritud, pannes mõne küsima, kas see lähenemisviis arendab kunagi tegelikult välja "kõige teooria", mida paljud teadlased algselt lootis. Selle asemel on paljud teadlased asunud seisukohale, et nad kirjeldavad võimalike teoreetiliste struktuuride laia keelteteooria maastikku, millest paljud ei kirjelda tegelikult meie universumit.

Praegu pole keelte teooria edukalt teinud ühtegi ennustust, mida ei seletata ka alternatiivse teooria kaudu. Seda ei ole spetsiaalselt tõestatud ega võltsitud, ehkki sellel on matemaatilised omadused, mis pakuvad seda paljudele füüsikutele suurepäraselt.

Mitmel väljapakutud eksperimendil võib olla võimalus kuvada "stringiefektid". Paljudeks sellisteks katseteks vajalik energia ei ole praegu saadav, ehkki mõned neist on lähitulevikus võimalusel, näiteks mustad vaatlused augud.

Ainult aeg näitab, kas keelte teooria suudab teaduses domineeriva koha omandada lisaks paljude füüsikute südamete ja mõtete inspireerimisele.