Stringtheorie und die Hierarchie Problem in der Physik

Viele Physiker glauben, dass die Stringtheorie letztlich erfolgreich sein wird, das Hierarchieproblem des Standardmodells der Teilchenphysik zur Lösung. Obwohl es ein erstaunlicher Erfolg ist, hat das Standardmodell nicht jede Frage, dass die Physik Hände, um es beantwortet. Eine der wichtigsten Fragen, die bleibt, ist die Hierarchieproblem, der darauf abzielt, eine Erklärung für die unterschiedlichen Werte, die das Standardmodell Physiker mit arbeiten können.

Zum Beispiel, wenn Sie die theoretische Higgs-Boson (und beide Arten von W-Bosonen) zählen, hat das Standardmodell der Teilchenphysik 18 Elementarteilchen. Die Massen dieser Teilchen nicht durch das Standardmodell vorhergesagt. Die Physiker hatten diese durch das Experiment zu finden und sie in die Gleichungen stecken, um alles richtig zu trainieren.

Sie stellen fest, drei Familien von Teilchen unter den Fermionen, die wie eine Menge unnötiger Doppelarbeit zu sein scheint. Wenn wir schon ein Elektron haben, warum braucht die Natur ein Myon zu haben, die so schwer 200-mal ist? Warum tun wir so viele Arten von Quarks haben?


Darüber hinaus, wenn man sich die Energieskalen mit den Quantenfeldtheorien des Standardmodells im Zusammenhang betrachten, wie in dieser Figur dargestellt ist, kann noch mehr Fragen zu Ihnen kommen. Warum gibt es eine Lücke von 16 Größenordnungen (16 Nullen!) Zwischen die Intensität der Planck-Skala Energie und der schwachen Skala?

Am unteren Ende dieser Skala ist die Vakuumenergie, das ist die Energie, die von all den seltsamen Quantenverhalten im leeren Raum erzeugt - virtuelle Explosion Partikel in die Existenz und Quantenfelder wild aufgrund der Unsicherheit Prinzip schwankt.

Die Hierarchie Problem tritt auf, weil die grundlegenden Parameter des Standardmodells nichts über diesen Skalen von Energie offenbaren. Ebenso wie die Physiker die Teilchen und ihre Massen in die Theorie mit der Hand zu setzen haben, so haben auch sie hatten die Energieskalen von Hand zu konstruieren. Grundlagen der Physik nicht Wissenschaftler sagen, wie aus reden über die schwachen Skala für den Übergang reibungslos über die Planck-Skala zu sprechen.

versuchen zu verstehen, die # 147-Lücke # 148- zwischen der schwachen Skala und der Planck-Skala ist eine der wichtigsten Motivationsfaktoren hinter versuchen, für eine Quantengravitation Theorie im Allgemeinen und der Stringtheorie insbesondere zu suchen.

Viele Physiker würde eine einzige Theorie mag, die ohne die Notwendigkeit für Renormierung (das mathematische Verfahren zur Entfernung von Unendlichkeiten) oder zumindest auf allen Skalen, angewendet werden könnte, zu verstehen, welche Eigenschaften der Natur die Regeln bestimmen, die für die verschiedenen Skalen arbeiten. Andere sind vollkommen glücklich mit Renormierung, die seit fast 40 Jahren ein wichtiges Instrument der Physik gewesen und arbeitet in praktisch jedes Problem, dass die Physiker den Weg laufen.

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