Skillnad mellan strängteori och slinglekvantitet

Huvudskillnad - Stringteori vs Loop Quantum Gravity

Strängteori och kvantslingstyrka är två teorier om kvanttyngd. Men de är två olika tillvägagångssätt. Strängteori är ett teoretiskt försök att förena alla fyra grundläggande interaktioner. Loop quantum gravity försöker inte förena grundläggande interaktioner. Det är bara en teori om kvant gravitation. Strängteori börjar från grundläggande aspekter av kvantteori. Loop kvantum gravitation å andra sidan bygger på generell relativitet och kvantisera gravitationen fält. Stringteori arbetar i högre dimensionella rumstider. Men loopkvantumgravitet kräver inte högre dimensioner. Det här är huvudskillnad mellan strängteori och slingkvantum gravitation. Även om båda teorierna försöker modellera en teori om kvant gravitation är de teoretiskt väldigt olika. Denna artikel försöker förklara grundläggande aspekter av båda teorierna och skillnaden mellan dem.

Vad är strängteori

Strängteori är ett teoretiskt försök att förena alla fyra grundläggande interaktioner i en enda enad teori. Flera strängteorier som superstringsteori och M-teori utvecklas för närvarande. Strängteorier utvecklas på samma grundläggande antaganden om kvantteori. Strängteorier börjar från kvantteori. Kvantteori är en kombination av alla grundläggande interaktioner utom tyngdkraften. Så, de är baserade på tre grundläggande interaktioner. Till sist blir strängteorin en förening av alla fyra grundläggande interaktionerna. Sålunda anses strängteori vara en teori om kvanttyngd.

I strängteori ersätts emellertid de punktliknande nolldimensionella partiklarna som antas i fundamental partikelfysik av endimensionella strängliknande föremål. Dessa strängar kan vibrera och sträcka sig. De är kvantens byggstenar av materia.

I strängteori är begreppet supersymmetri viktigt för att inkludera fermioner. Enligt begreppet supersymmetri måste alla fermioner ha en superpartner boson. Så supersymmetri är en konceptuell förmedlare som avser bosoner (kraftbärare) och fermioner (materia partiklar). Strängteorier som använder begreppet supersymmetri kallas superstringsteorier. Normalt kräver strängteorier mer än fyra dimensioner. I superstringsteori anses rymdtiden vara tio-dimensionell. I M-teorin antas rymdtid vara 11-dimensionell. 

I grund och botten klassificeras strängteorier av den typ av strängar som antas i teorin. Det finns två typer av strängslingor: slutna strängslingor som kan dela i öppna strängslingor och stängda strängslingor som inte kan delas i öppna strängar. Strängarnas storlek antas vara runt Plancklängd eller 10^-35m. Så om strängar verkligen existerar skulle det vara mycket svårt att upptäcka med nuvarande teknik.

Strängteori antas vara en lovande kandidat för en kvantteori av gravitation och är en förening av alla fyra grundläggande interaktion i naturen.

Öppna sträng och Stängd sträng

Vad är Loop Quantum Gravity

Loop quantum gravity är också en teori om kvant gravitation. Till skillnad från strängteori försöker inte bandkvantumtvikt att förena grundläggande interaktioner. Loop quantum gravity utvecklar helt enkelt en tyngdteori ur allmän relativitet. Det bygger huvudsakligen på den allmänna relativiteten och kvantiserar gravitationsfältet. Till skillnad från strängteori, som huvudsakligen fokuserar på materiens kvantegenskaper, fokuserar kretsmassegraveiteten huvudsakligen på kvantegenskaper för rymdtid och gravitation.

Rymdtid i slingkvantumtyngdighet ses som ett tyg av slingor. Så, utrymmet är inte smidigt i sin ursprungliga skala utan det är granulärt. Det betyder att tidrymden är diskret och kvantiserad. Matematiskt är rymdtid ett snurrnätverk, vars kvantstånd representerar olika kvantstånd i rymden. Den grundläggande storleken på rymdduken ligger runt Planck-längdskalan (10^-35m) vilket är det kortaste möjliga avståndet i fysiken.

I quantum loop gravitation, den oändliga singularity uppträdde vid Big Bang ersätts av en stor studsa. Så underlättar teorin att studera universum bortom Big Bang. Dessutom förutspår teorin entropin av svarta hål.

Skillnad mellan strängteori och slinglekvantitet

Förening av grundläggande interaktioner:

Strängteorin: Det är en förening av alla fyra grundläggande interaktioner.

Loop quantum gravity: Det försöker inte förena grundläggande interaktioner. Det är en kvantmekanisk teori av både gravitation och rymdtid.

supersymmetri:

Strängteorin: Det är en mycket viktig aspekt för att relatera fermioner och bosoner.

Loop quantum gravity: Det kräver ingen supersymmetri.

Brott mot Lorentz Invariants:

Strängteorin: Det bryter inte Lorentz invariants.

Loop quantum gravity: Det bryter mot Lorentz invariants.

Mått:

Strängteorin: Strängteori kräver högre dimensioner mer än 4.

Loop quantum gravity: Loop quantum gravity kräver inte högre dimensioner.

Närma sig:

Strängteorin: Den närmar sig kvant gravitation, med utgångspunkt i huvudaspekterna av kvantteori.

Loop quantum gravity: Den närmar sig kvant gravitation, förutsatt huvudaspekter av generell relativitet.

Image Courtesy:

"Öppna och stängda strängar" av Xoneca - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia

"Loop Quantum Theory" av Linfoxman - Foxman (Public Domain) via Commons Wikimedia