Добавить новость
ru24.net
News in English
Декабрь
2024

String Theory Is Not Dead

0

Scientists seeking the secrets of the universe would like to make a model that shows how all of nature’s forces and particles fit together. It would be nice to do it with Legos. But perhaps a better bet would be connecting everything with strings.

Not literal strings, of course—but tiny loops or snippets of vibrating energy. And the “fit together” needs to be mathematical, not via properly shaped pieces of plastic. For decades now, many physicists have pursued the hope that equations involving an especially tiny “string” could provide the theory that solves nature’s ultimate subatomic mysteries.

String theory, as it’s called, has acquired a sort of fuzzy cultural acclaim, showing up in popular TV shows like The Big Bang Theory  and NCIS. Among physicists, reaction to the theory has been mixed. After several promising bursts of discovery in the 1980s and ’90s, strings fell somewhat out of favor for not delivering on their promises. Among those was providing the proper way to include gravity in the quantum theory of subatomic particles. Another was revealing the math that would show nature’s multiple fundamental forces to be just different offspring of one unified force. Still promises unkept.

Yet during the time since string theory’s retreat from the limelight, a considerable cadre of string devotees have labored to tie all the loose ends together. Success remains elusive, but real progress has been made. Questions plaguing physicists about not only the smallest bits of matter but also the properties of the entire universe may yet yield to string theorists’ efforts.

“Many of the unsolved problems in particle physics and cosmology are deeply intertwined,” write physicists Fernando Marchesano, Gary Shiu and Timo Weigand in the 2024 Annual Review of Nuclear and Particle Science. String theory may provide the path to solving those problems.

Reality’s Equations

One major approach in this quest is figuring out whether string theory can explain what is known as the Standard Model of particle physics. Developed in the last part of the twentieth century, the Standard Model provides a sort of roster listing all of nature’s basic particles. Some provide the building blocks of matter; others transmit forces between the matter particles, governing how they behave.

It’s pretty simple to draw a chart displaying those particles. You need twelve spots for matter particles—six quarks and six leptons. You need four spots for force particles (collectively known as bosons) plus a spot for the Higgs boson, a particle needed to explain why some particles have mass. But the mathematics underlying the chart is unfathomably complex, a combination of equations that make hieroglyphics seem self-explanatory.

Those equations work superbly for explaining the results of virtually all particle physics behavior. But the Standard Model cannot be the whole story of the universe. “Despite the incredible success of the Standard Model in describing the observed particle physics up to the currently accessible energy scales, there are compelling arguments for why it is incomplete,” Marchesano and collaborators write.

For one thing, its equations do not encompass gravity, which has no spot on the Standard Model chart. And Standard Model math leaves many questions unanswered, such as why some of the particles have the precise masses that they do. Standard Model math also does not include the mysterious dark matter that lurks within and between galaxies, nor does it explain why empty space is infused with a form of energy that causes the universe to expand at an accelerating rate.

Some physicists investigating these problems believe that string theory can help, since a string version of the Standard Model will contain additional math that could account for its shortcomings. In other words, if string theory is correct, the Standard Model would be just one segment of string theory’s full mathematical description of reality. The problem is that string theory describes many different versions of reality. That’s because the strings exist in a realm with multiple dimensions of space beyond the ordinary three. Kind of like the Twilight Zone on steroids.

String theorists concede that daily life proceeds just fine in a three-dimensional world. Therefore, the extra dimensions of the string world must be too small to notice: They have to shrink, or “compactify,” into submicroscopic size. It’s like the way an ant living on a vast sheet of paper would perceive a two-dimensional surface without ever realizing the paper had a third, very small dimension.

Not only must string theory’s extra dimensions shrink, but they also can shrink into innumerable different configurations, or geometries, of the vacuum of space. One of those possible geometries might be the right shape of the shrunk dimensions to explain the properties of the Standard Model.

“Standard Model…features, questions, and puzzles can be reformulated in terms of the geometry of extra dimensions,” Marchesano and collaborators write.

Because string theory math can be expressed in several different forms, theorists have to explore multiple possible avenues to find the most fruitful formulation. So far, string approaches have been found that describe many features of the Standard Model. But different compactification geometries of the vacuum are needed to explain each feature. The challenge, Marchesano and colleagues point out, is to find one geometry for the vacuum that combines all those features at once, while also incorporating features that describe the known universe.

A successful compactification of the extra dimensions, for instance, would produce a vacuum in space that contained the right amount of “dark energy,” the source of the universe’s accelerating expansion. And candidates for the cosmic dark matter should appear in the string math as well. In fact, a whole additional set of force and matter particles emerges from string equations involving a mathematical property called supersymmetry. “Almost all string theory models that resemble the Standard Model display supersymmetry at the compactification scale,” write Marchesano and his coauthors.

Versions of string theory containing supersymmetric particles go by the moniker “superstring theory.” Such “superparticles” have long been suspected of comprising the universe’s dark matter. But attempts to detect them in space or create them in particle accelerators have so far been unsuccessful.

As for gravity, particles conveying the gravitational force appear naturally in string theory math—one of the theory’s big attractions to begin with. But the fact that many formulations of string theory include gravity does not tell you which formulation provides the correct description of the real world.

Tests Are Possible

If string theory is correct, fundamental particles of nature would not be the zero-dimensional point-like objects of standard theory. Instead, different particles would result from different modes of vibration of a one-dimensional string, either a loop or a snippet with ends attached to multidimensional spatial objects called branes. Such strings would roughly be smaller than an atom to the extent that an atom is smaller than the solar system. Very small, with no feasible way of detecting them directly. The amount of energy needed to probe scales so tiny is far beyond the reach of any practical technology.

But if string theory can account for the Standard Model, it would also contain other features of reality that would be accessible to experiments, such as types of particles not included on the Standard Model chart. “String constructions that realize the Standard Model always contain additional sectors…at an energy scale that could be tested in the near future,” Marchesano and colleagues write.

Ultimately, string theory remains a hopeful candidate for putting all the pieces of the cosmic puzzle together. If it works out, scientists could finally unravel the mysteries about how quantum physics’ relation to gravity, and the properties of nature’s particles and forces, are all deeply linked. “String theory,” write Marchesano and colleagues, “has all the ingredients to help us understand this profound connection.”


Support JSTOR Daily! Join our membership program on Patreon today.

The post String Theory Is Not Dead appeared first on JSTOR Daily.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Новые экскурсионные маршруты на «Валдае» из Нижнего Новгорода

Стилисты салонов MONE подготовили модные образы российским звездам на ковровую дорожку

Как похудеть по методу «12-3-30» и почему он на самом деле работает

В Петербурге строят трамвайную линию «Славянка». Районы на юге города станут привлекательнее для застройщиков? Повторитcя ли успех «Чижика»?


Gateway Pundit’s Katie O’Malley Talks Charlotte Diocese’s Secret Plan to Crush the Latin Mass on Bannon’s War Room (VIDEO)

The transformation of women’s sports in Saudi Arabia is no mirage. Just ask the women

America’s prized ‘exceptionalism’ is the collateral damage of Trump’s tariff war, says Deutsche Bank

Samay Raina blames parents for letting them watch his content; says, “If children that young are watching me, then their parents have failed"


"Тойота" столкнулась с "ГАЗелью": в больницу попали 5 пассажиров

На десерт черника с малиной....

«АЛМИ Партнер» и «РАМЭК-ВС» договорились о стратегическом партнерстве

Гала-Концерт «Браво, артист»: праздник талантов и дружбы


This tech DIYer swapped their graphics card's cooling for a CPU cooler because why not? Also it actually works

I wasn't expecting a FromSoftware game, of all things, to be so gut-bustingly funny—but just like Helldivers 2, Elden Ring Nightreign turns death into a punchline

Skyrim's version of Radiant AI was developed from a drawing Todd Howard made on a napkin

I built a real SteamOS Steam Machine out of the guts of an old laptop so Gabe doesn't have to go through that whole sad dance again



Сервисные депо Восточного полигона доложили о перспективах развития

Юный казак Иван Тархов из Кубанского казачьего центра «Баско» стал Победителем Национальной премии детского патриотического творчества 2025г

Съемка Клипа. Съемка музыкального клипа.

Телеканал ТНТ и онлайн-кинотеатры Okko и PREMIER показали первый тизер-трейлер нового сезона сериала «Постучись в мою дверь в Москве» с Кириллом Дыцевичем




В московском метро два пассажира подрались после спуска по эскалатору

Советник Минпромторга РТ Сергей Майоров возглавил Деловое объединение кластеров России

Завод ОСК "Вымпел" передал заказчику судно на подводных крыльях "Комета 120М"

«Алгоритмы познания» – раскрываем с Relax FM


Москвичам раскрыли неочевидные туристические направления в выходные июня

Суд рассмотрит дело водителя иномарки, сбившего мотоциклиста в Подмосковье

Праздник в честь Дня защиты детей прошел в ЗАО 

На конкурс «Новатор Москвы» зарегистрировались более пяти тысяч человек


Мирра Андреева: После матча Касаткина кинула в меня напульсник, это было смешно

Париж аплодировал казахстанцу после вылета с «Ролан Гаррос». Видео

Бублик вышел в 1/4 финала «Ролан Гаррос», переиграв Дрейпера

Все теннисистки топ-8 посева вышли в 4-й круг «Большого шлема» впервые с 2005 года


В Москве лежавшую в больнице с ребенком-инвалидом женщину отправили к гадалке

Траты по детским картам в 2025 году превысили 15 млрд рублей

Суд рассмотрит дело водителя иномарки, сбившего мотоциклиста в Подмосковье

Кардиолог предупредил об опасности холодного душа при отключении горячей воды


Музыкальные новости

Балет «Жизель» на сцене Эрмитажного театра

VIII Музыкальный фестиваль «Рожденные Россией»: культурный код в звуках Рахманинова и Чайковского

Концерт органа и флейты пройдёт в Пскове 7 июня

Участник «Голос.Дети» из Краснодара отправится на форум Леонида Агутина



Результат отбора на конкурсную выставку «МЕСТО ПОД СОЛНЦЕМ»

Юный казак Иван Тархов из Кубанского казачьего центра «Баско» стал Победителем Национальной премии детского патриотического творчества 2025г

Съемка Клипа. Съемка музыкального клипа.

Приехавший в Россию шотландец восхитился уровнем достатка и безопасностью Москвы


ЦСКА побеждает «Ростов» в Лужниках: Акинфеев завоёвывает восьмой Кубок

Калуга принимает проект «Классика для всей семьи»: яркий музыкальный вечер с лауреатами конкурсов

«Разговоры, в том числе с “Динамо”, были. Рассматриваю несколько вариантов». Карпин — о сборной России и своем будущем

ЦСКА в девятый раз выиграл Кубок России по футболу


Самые популярные цвета автомобилей у россиян этой весной

В ближайшее время мальчика, получившего травмы в Брянской области, выпишут из лечебного учреждения

Результат отбора на конкурсную выставку «МЕСТО ПОД СОЛНЦЕМ»

Старт продаж нового Jaecoo J5 – обзор и характеристики


Интервью заместителя управляющего Отделением СФР по Москве и Московской области о мерах социальной поддержки семей и детей

Путин планирует обсудить разработку учебных материалов по русскому языку и литературе

Семья из Оренбургской области встретилась с детским омбудсменом Марией Львовой-Беловой

Путин предложил заменить «латиницу» в пользу кириллицы





Врач-гигиенист клиники «Мегастом» Инна Гришина: неочевидные причины разрушения зубов

Как техническая изоляция может спасти наше здоровье и помочь избежать болезней – экспертный обзор.

Стопроцентная смерть: что известно об амебе-«мозгоеде» и как она попадает в организм

Как новый номер из Стокгольма возвращает нас к истокам здоровья и духовности


Это уничтожит Зеленского: компромат на главу Киева готовится к опубликованию

Оруэлловский мир Ермака и Зеленского: почему лидерам киевского режима выгодно продолжение конфликта

Зеленский заявил, что дальнейшие переговоры в Стамбуле будут бессодержательными


Результат отбора на конкурсную выставку «МЕСТО ПОД СОЛНЦЕМ»

Джокович побеждает Зверева и выходит в полуфинал "Ролан Гаррос"

«Каникулы с Росгвардией» стартовали на Южном Урале

«Каникулы с Росгвардией» стартовали на Южном Урале


Лукашенко поздравляет Данию и предлагает вернуться к полноценному диалогу

Си Цзиньпин отметил стратегические отношения КНР и Белоруссии

Лукашенко заявил о беспрецедентном давлении Запада на Китай

Лукашенко и Си Цзиньпин встретились в Пекине



В Измайлове открылся детский сад, построенный по модульной технологии, - Собянин

Сергей Собянин: Планируем много спортивных событий

Сергей Собянин. Главное за день

Сергей Собянин сообщил об увеличении объема производства роботов в Москве


Экологи начали инициативу по спасению уникальной ольхонской полевки

Как техническая изоляция может спасти наше здоровье и помочь избежать болезней – экспертный обзор.

Эколог поделилась, на что россияне жалуются чаще всего

Каждый третий житель московского региона стал больше интересоваться экологией - опрос


На конкурс «Новатор Москвы» зарегистрировались более пяти тысяч человек

В Анапе выросло количество бронирований на День России 2025

Праздник в честь Дня защиты детей прошел в ЗАО 

Кардиолог предупредил об опасности холодного душа при отключении горячей воды


Предельное изменение тарифов на коммуналку с 1 июля может достичь 26,1%

Архангельская епархия и Общественная палата региона подписали соглашение о сотрудничестве

Интересные каналы в Telegram. Лучшие каналы в Telegram.

Барнаул оказался в числе антилидеров по снижению спроса на перелеты


Будь другом всему живому

Новый гимн Крыма – на конкурс отобрали 87 вариантов

Что лучше заказать в офис из еды?

Результат отбора на конкурсную выставку «МЕСТО ПОД СОЛНЦЕМ»


Кардиолог предупредил об опасности холодного душа при отключении горячей воды

Праздник в честь Дня защиты детей прошел в ЗАО 

Суд рассмотрит дело водителя иномарки, сбившего мотоциклиста в Подмосковье

Уникальные идеи для дачного участка: создайте свой личный оазис комфорта












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Большой шлем

«Не стоит придавать значение рейтингу». Журналист из США — о победе Буассон над Андреевой






СК: На «похитителей» Щепихина и самого блогера заведены уголовные дела

На конкурс «Новатор Москвы» зарегистрировались более пяти тысяч человек

Бурда в красивой банке: Росконтроль назвал марки кофе, которые не рекомендуется покупать даже с большой скидкой

В Анапе выросло количество бронирований на День России 2025