Войти
| Струнная теория |
|---|
 |
| Фундаментальные объекты |
| Теория возмущений |
| Непертурбативные результаты |
| Феноменология |
| Математика |
| Связанные понятия |
Теоретики
|
|
Теория струн пейзаж или пейзаж вакуумами относится к коллекции возможных ложных вакуумов в теории струн, а также включающий в себя коллективный «ландшафт» выбор параметров, регулирующих компактификаций.
Термин «ландшафт» происходит от понятия фитнес-ландшафта в эволюционной биологии. Впервые он был применен к космологии Ли Смолином в его книге «Жизнь космоса» (1997) и впервые был использован в контексте теории струн Леонардом Сасскинд.
В теории струн обычно считается, что количество потоковых вакуумов приблизительно равно, но может быть и больше. Большое количество возможностей возникает из выбора многообразий Калаби – Яу и выбора обобщенных магнитных потоков по различным циклам гомологии, найденным в F-теории.
Если в пространстве вакуума нет структуры, проблема поиска структуры с достаточно малой космологической постоянной является NP полной. Это версия проблемы суммы подмножества.
Возможный механизм стабилизации вакуума в теории струн, ныне известный как механизм KKLT, был предложен в 2003 году Шамитом Качру, Ренатой Калош, Андреем Линде и Сандипом Триведи.
Обычно предполагается, что точная настройка констант, таких как космологическая постоянная или масса бозона Хиггса, происходит по точным физическим причинам, а не по случайному выбору их конкретных значений. То есть эти значения должны однозначно согласовываться с основными физическими законами.
Количество теоретически разрешенных конфигураций подсказало предположение, что это не так, и что физически реализовано множество различных вакуума. Антропный принцип предполагает, что фундаментальные константы могут иметь значение, которые они имеют, потому что такие ценности, которые необходимы для жизни (и, следовательно, интеллектуальных наблюдателей для измерения константы). Таким образом, антропный ландшафт относится к совокупности тех частей ландшафта, которые подходят для поддержания разумной жизни.
Чтобы реализовать эту идею в конкретной физической теории, необходимо постулировать мультивселенную, в которой фундаментальные физические параметры могут принимать разные значения. Это было реализовано в контексте вечной инфляции.
В 1987 году Стивен Вайнберг предположил, что наблюдаемое значение космологической постоянной было настолько малым, потому что во Вселенной с гораздо большей космологической постоянной невозможно существование жизни.
Вайнберг попытался предсказать величину космологической постоянной на основе вероятностных аргументов. Были предприняты другие попытки применить аналогичные рассуждения к моделям физики элементарных частиц.
Такие попытки основаны на общих идеях байесовской вероятности ; Интерпретация вероятности в контексте, где можно извлечь только одну выборку из распределения, проблематична с точки зрения частотной вероятности, но не с точки зрения байесовской вероятности, которая не определяется в терминах частоты повторяющихся событий.
В таких рамках вероятность наблюдения некоторых фундаментальных параметров определяется выражением
где - априорная вероятность, согласно фундаментальной теории, параметров, а - «функция антропного отбора», определяемая числом «наблюдателей», которые могли бы появиться во Вселенной с параметрами.
Эти вероятностные аргументы - наиболее противоречивый аспект ландшафта. Техническая критика этих предложений указывает на то, что:
Тегмарк и др. недавно рассмотрели эти возражения и предложили упрощенный антропный сценарий для аксионной темной материи, в котором они утверждают, что первые две из этих проблем не применимы.
Виленкин и его сотрудники предложили последовательный способ определения вероятностей для данного вакуума.
Проблема со многими из упрощенных подходов, которые испробовали люди, заключается в том, что они «предсказывают» космологическую постоянную, которая слишком велика на 10–1000 порядков величины (в зависимости от предположений) и, следовательно, предполагают, что космическое ускорение должно быть очень большим. быстрее, чем наблюдается.
Немногие оспаривают большое количество метастабильных вакуумов. Однако существование, значение и научная значимость антропного ландшафта остаются спорными.
Андрей Линде, сэр Мартин Рис и Леонард Сасскинд защищают его как решение проблемы космологической постоянной.
Идеи струнного пейзажа могут быть применены к понятию суперсимметрии слабых масштабов и проблеме маленькой иерархии. Для струнного вакуума, который включает MSSM (минимальную суперсимметричную стандартную модель) в качестве низкоэнергетической теории эффективного поля, ожидается, что все значения полей, нарушающих SUSY, будут одинаково вероятными для ландшафта. Это привело Дугласа и других к предположению, что шкала нарушения SUSY распределена по степенному закону в ландшафте, где - количество полей с нарушением F (распределенных как комплексные числа) и число полей с нарушением D (распределенных как действительные числа).). Затем можно наложить антропное требование Агравала, Барра, Донохью, Секеля (ABDS), чтобы полученная слабая шкала лежала в пределах нескольких раз от нашего измеренного значения (во избежание того, чтобы ядра, необходимые для жизни, как мы ее знаем, стали нестабильными (атомная принцип)). Комбинируя эти эффекты с умеренным степенным притяжением к большим мягким членам, нарушающим SUSY, можно вычислить массы бозона Хиггса и суперчастиц, ожидаемые от ландшафта. Пиковое значение распределения массы Хиггса составляет около 125 ГэВ, в то время как частицы (за исключением легких хиггсино) имеют тенденцию лежать далеко за пределами текущих ограничений поиска на LHC. Такой подход - пример применения тягучей естественности.
Дэвид Гросс предполагает, что эта идея по своей сути ненаучна, необоснованна или преждевременна. Известный спор об антропном ландшафте теории струн - это дискуссия Смолина – Сасскинда о достоинствах ландшафта.
Есть несколько популярных книг об антропном принципе в космологии. Авторы двух физических блогов, Любош Мотль и Питер Войт, выступают против такого использования антропного принципа.
