M-Kuramı

M-Kuramı

M-Kuramı Edward Witten (Princeton Üniversitesi) tarafından 1995 yılında, Güney California Üniversitesinde yaptığı konuşmayla öne sürülmüştür M-Kuramı, Süpersicim Kuramının yeni adı olarak kabul edilmiştir “İkinci Süpersicim Devrimi” olarak da bilinir “Herşeyin Kuramı” (”The Theory of Everything”-TOE) na en yakın aday olarak görülmektedir

Bu kuram 5 farklı Sicim Kuramını birleştirmiştir ve 10 yerine 11 boyutlu bir evren resmi ortaya koymuştur Şu an bilinen 3 boyutlu evrenimizi, çok daha büyük ölçülerde daha fazla boyuttan oluşan bir uzay-zaman içinde dolaşan üç boyutlu bir zar olarak tanımlar İçinde yaşadığımız evrenin 11 ya da daha küçük boyutta bir uzay-zamanda bir ada (bir D-zar) olabileceği ve bu uzay-zamanda benzeri birçok evren olabileceği bu teoremle ortaya konuluyor

Temeller

Bilim adamlarının, fiziğin birleşik kuramınını bulma umudu, 1970′li yıllarda Süpersimetrik kuramların tanımlanmasından beri daha da arttı Ancak Süper Simetri, zayıf çekirdek etkileşimlerinde eşitliğin korunmaması gibi bazı deneysel sonuçlarla başa çıkamadı Süpersicim Kuramı ise, 1984 yılından sonra bazı anomalilerden temizlendikten sonra ve Süpersimetriden farklı olarak, kütleçekim kuvvetini taşıyan parçacığı (graviton) da içerdiği için bu anlamda en iyi adaydı Fakat en büyük problem, 5 tane Süpersicim kuramı olması ve hala kuramda bazı problemlerin (örnertürbasyon analizinden gelen sorunlar) olması Tıpkı diğer tüm parçacık teorileri gibi sicim teorisi de bir pertürbasyon teorisidir Sicimlerin hareketlerinden doğan etkileşimler pertürbasyon olarak ele alınmalıdır aksi halde sicimler düzgün doğrusal yörüngelerini izlerler Gerçek hareketleri bulmak için sonsuz bir seri oluşturan hesapların yapılması gerekmektedir Fakat Sicim Kuramında bu seriler giderek zorlaşmakla kalmıyor, aynı zamanda tek bir cevaba doğru yakınsamıyorlarda Bu da kuramda büyük bir soruna yol açmaktadır Çünkü her zaman fazladan bir pertürbatif düzeltme hesabının öncekilerden daha kotü sonuçlar verdiği bir aşama olacaktır

Witten, “pertürbasyon yönteminin” ötesine nasıl geçilebileceğine ilişkin bir strateji buldu Bu problemi dualite stratejisiyle aşmaya çalışarak, farklı süpersicim kuramları üstünde çalışan fizikçileri, aslında değişik dillerde yazılan kuramları çalışan insanlar olduğunu düşünmüştür Geliştirdiği M-Kuramı ile, bu çok dilli sözlükteki kelimelerin karşılıkları araştırıldı ve beş süpersicim kuramıyla 11 boyutlu süperçekim kuramının, daha temel bir kuramın özel durumları olduğunu gösterdi Başka bir dualite de süpersicim kuramlarının zayıf ve şiddetli çiftlenim rejimleri arasındadır Bu tip dualite ye S-dualitesi denir Witten, S-dualitesini kullanarak, süpersicim kuramlarındaki pertürbasyon analizinden gelen sorunların nasıl çözülebileceğini gösterdi

Kuramdaki M harfinin anlamı, Edward Witten tarafından açıklanmamış ve “Kuramı daha iyi anladıkça “M” nin ne olduğunu anlayacağız” demiştir Fakat birçoklarına göre “M” nin anlamı “membrane” (yani zar) demek Çünkü M-kuramının anlamlı olduğu 11 boyuttaki temel cisim, Süpersicim kuramının aksine sicim değil, zardır

Gelişim

İngilizcedeki açılımı membrane theory yani zar kuramıdır… Ancak henüz tam bir kuram sayılmadığından başharfiyle hitap edilmektedir Beş farklı sicim kuramını birleştirme çabasıdır ve herşeyin kuramı olmaya en muhtemel adaydır

Bu kuramdaki ilk gelişme California Üniversitesinden Joseph Polchinski tarafından gerçekleştirildi Polchinski, beş süpersicim kuramının üçünde de (tip I,IIA,IIB) sicimlerden başka yüksek boyutlu cisimler olduğunu gösterdi D-zar olarak adlandırılan bu cisimler, her zaman açık sicimin bittiği yerde bulunur Böylece M-kuramının, çeşitli boyutlarda (0-zar=parçacık,1-zar=sicim,2-zar=zar,3-zar,…,9-zar) cisimleri içeren bir kuram olduğu anlaşılmıştır Bu yeni kuramın en büyük başarısı, kara deliklerin D-zar kullanarak modellenmesiyle elde edildi Çünkü genel görelilik kuramındaki karadeliklerle ilgili problemlerin (”bilginin kaybolması” paradoksu dahil) M-kuramıyla çözülmesi ümidi doğdu Sonraki yıllarda D-zarlar, kuramsal yüksek enerji fiziğinden ve diğer birçok alanda da başarıyla kullanıldı

Bilim adamlarının 11 boyutlu M-kuramından 4 boyutlu bilinen fiziği elde etme uğraşları sürerken, bu konuda yeni bir fikir son yıllara damgasını vurdu Harvard Üniversitesinden Juan Maldacen , D-zar teknolojisini kullanarak yaşadığımız evrenin, Hiperbolik uzay-zamanın (Antide Sitter (AdS) uzay zamanı) yüzeyi olabileceğini ileri sürdü Bu bakış açısına göre, M-kuramının 4 boyutta tanımlanabiliyor olması önemli ve gerekli değildir M-kuramı 11 boyutta olabilir ve onun 4 boyutlu AdS yüzeyi üzerindeki izdüşümü (hologram) bize 4 boyutlu birleşik fiziği verebilir Benzeri bir başka düşünce Massachusetts Teknoloji Enstitüsünden Lisa Randall ve Boston Üniversitesinden Raman Sundrumdan geldi Bu fizikçiler evrenimizin 5 boyutlu düz ya da hiperbolik bir uzay-zamandaki 4 boyutlu bir D-zar olabileceği düşüncesini ortaya attılar 5 boyutlu uzayın sahip olduğu temel nitelikler, 4 boyutlu fizikte halen cevabını bulamadığımız bazı temel sorulara çözüm getirebilir

Ancak M-kuramının öngörüleri deneyler tarafından doğrulanması ve bir fizik yasası konumuna gelmesi için daha çok zaman var gibi görünüyor Bunun için adım adım bazı öngörüler denenmeye başlanıyor Örneğin şu an için M-kuramının olmazsa olmaz niteliği olan Süpersimetrinin olup olmadığı, planlara göre 2010 yılına kadar İsviçredeki CERN laboratuvarında test edilecek Halen süren başka bir deneyse, 4 uzay-zaman boyutundan başka milimetrik büyüklükte yüksek boyutların olup olmadığıyla ilgilidir

Kaynak:Bilimnet