Stringtheorie

Stichpunkte

Allgemein
	oft auch nur Stringtheorie genannt
	ist der Hauptkandidat für eine TOE (Theory of Everything)
	Die Superstringtheorie
	Der Begriff Superstringtheorie soll ausdrücken
	dass ein wichtiger Bestandteil der Stringtheorie die so genannte Supersymmetrie ist
	die beiden Hauptpfeiler der heutigen Physik zu vereinigen: die Allgemeine Relativitätstheorie
	und die Quantenfeldtheorie
	Das letztendliche Ziel ist es
	welche bei Strukturen im Großen gültig ist
	die im Mikrokosmos angewendet wird
	weswegen die Stringtheorie eine Vereinheitlichung der bekannten Grundkräfte der Natur (Quantenelektrodynamik
	Quantenchromodynamik
	Gravitation) bewirkt
	Darüber hinaus erscheinen sozusagen als Nebenprodukt Elementarteilchen und ihre Eichwechselwirkungen
	Schwache Wechselwirkung
	den so genannten Strings
	Die primäre Aussage der Stringtheorie ist: Alle verschiedenen Elementarteilchen-Sorten manifestieren sich als unterschiedliche Anregungszustände einer einzigen Art von Objekten
	Die Strings der Stringtheorie sind eindimensionale Fäden
	welche wie Saiten (daher auch der englische Name string) in einem vieldimensionalen Raum schwingen
	stellen sie unterschiedliche Varianten von Elementarteilchen dar. Nach den Vorstellungen der Stringtheoretiker entsprechen die beobachteten Teilchen wie z
	Je nachdem
	mit welcher "Frequenz" (Energie) und in welchen der Raumdimensionen die Strings schwingen
	BE
	lektronen oder Quarks (nahezu) masselosen Anregungszuständen ("Nullmodi") von StringsB
	dass einer dieser masselosen Zustände genau die Eigenschaften des hypothetischen Gravitons hatD
	esonders ermutigend ist
	as bedeutet letztendlich
	dass die Superstringtheorie die Gravitationswechselwirkung als Untersektor enthältA
	naloges gilt für Eichbosonen
	welche Eichwechselwirkungen vermittelnD
	um direkt beobachtet werden zu könnenD
	aneben gibt es ein Vibrationsspektrum von unendlich vielen Schwingungsmodi
	welche aber zu hohe Massen (Energien) haben
	was bedeutet
	die ein Vielfaches von ca1
	enn aus theoretischen Überlegungen sollten Strings eine Ausdehnung in der Größenordnung der Planck-Länge besitzen
	dass die Vibrationsmodi Massen besitzen
	019 Giga-Elektronenvolt betragen; das liegt um viele Größenordnungen über dem
	was man experimentell beobachten kannD
	aher wird man auf einen direkten Nachweis dieser Vibrationsmodi verzichten müssen und stattdessen versuchen
	die spezifisch für die Stringtheorie und gleichzeitig experimentell beobachtbar sindD
	im Sektor der (nahezu) masselosen Teilchenanregungen Eigenschaften zu finden
	ies stößt aber auf die Schwierigkeit
	dass gerade der zugängliche masselose Sektor in nur geringem Maß von der zugrundeliegenden Stringtheorie bestimmt wird (zumindest nach heutigen Erkenntnissen)D
	dass Superstringtheorien natürlicherweise in 10 oder 11 Dimensionen formuliert werden und nur in diesen Dimensionen ein mehr oder weniger eindeutiges Spektrum habenU
	as liegt daran
	m auf unsere 4-dimensionale Raum-Zeit-Dimensionen zu kommen
	muss man eine sogK
	ompaktifizierung (grob: Aufwicklung) der 6 bzw7
	"überschüssigen" Dimensionen postulieren
	die der direkten Beobachtung nicht zugänglich sindD
	er Punkt ist
	dass der Prozess dieser Kompaktifizierung bei weitem nicht eindeutig ist und zu einer Überfülle von möglichen 4-dimensionalen Theorien führtB
	welche spezifisch für die Stringtheorie und in naher Zukunft experimentell (zB
	islang hat man keine Eigenschaften des masselosen Sektors finden können
	. mit dem LHC) überprüfbar wärenD
	zB
	eshalb ist ein großer Teil der Forschung mehr mit theoretischen und konzeptionellen Fragen beschäftigt
	die im Zusammenhang mit der Quantisierung von Schwarzen Löchern stehen. [Bearbeiten]
	. mit Problemen
Einzelne Theorien und Dualität
	Die Stringtheorie wurde ursprünglich rein mathematisch aus Symmetrie- und Konsistenzprinzipien abgeleitet
	Typ IIB
	O-heterotisch
	die sich später als verschiedene Approximationen einer umfassenden Theorie (M-Theorie) herausstellten
	Typ IIA
	E-heterotisch) entwickeln
	Hieraus ließen sich fünf Stringtheorien (Typ I
	wurde durch Aufzeigen von Dualitäten zwischen den einzelnen Stringtheorien erbracht
	Der Nachweis
	dass es sich bei diesen Theorien um Aspekte einer einzelnen Theorie handelt
	Ein interessantes Ergebnis dieser Vereinigung der Teiltheorien war
	dass die elfdimensionale Supergravitation als weiterer Grenzfall der M-Theorie erkannt wurde
	Diese enthält aber keine Strings
	sondern ist eine Teilchen-Approximation von 2- und 5-dimensionalen Membranen
	Das verdeutlicht
	und in der Tat hat sich in den letzten Jahren gezeigt
	dass die Stringtheorie mehr enthält als nur eindimensionale Strings
	dass höherdimensionale Membranen (D-branes) eine sehr wichtige Rolle in der Stringtheorie spielen
	Ein neues kosmologisches Modell nutzt diese Membranen als Erklärungsmodell
	um die theoretischen Unzulänglichkeiten des Urknallmodells zu umgehen (ekpyrotisches Universum)
	John Schwarz und Edward Witten geleistet
	Wichtige Beiträge zur Stringtheorie wurden u. a. von Michael Green
	Siehe auch: Loop-Quantengravitation [Bearbeiten]
Literatur
	2002
	ISBN 0393058581. (Das elegante Universum
	Brian Greene: The Elegant Universe: Superstrings
	Hidden Dimensions
	ISBN 3442760267) [Bearbeiten]
	and the Quest for the Ultimate Theory
Weblinks
	teilchen.at (http://www.teilchen.at/neu_jens.shtml#a4) The Official String Theory Web Site (http://superstringtheory.com/index.html) (in engl
	Sprache) Superstrings! (http://www.sukidog.com/jpierre/strings/) (in engl
	Sprache) The Elegant Universe (http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html) (in engl
	Sprache) el:Θεωρία Χορδών en:String theory es:Teoría de cuerdas fr:Théorie des cordes he:תורת המיתרים nl:stringtheorie pt:Teoria das cordas simple:string theory sv:Strängteori zh:弦理论 en:Superstring theory fr:Théorie des supercordes pl:Teoria superstrun

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