ឃ្លាកំណាព្យដ៏ស្រស់ស្អាត "ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរ" គឺជាទិសដៅមួយនៅក្នុងទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យា ដែលរួមបញ្ចូលគ្នានូវគំនិតនៃទ្រឹស្តីទំនាក់ទំនង និងមេកានិចកង់ទិច។ វិស័យរូបវិទ្យានេះទាក់ទងនឹងការសិក្សានៃខ្សែអក្សរកង់ទិច - នោះគឺវត្ថុពង្រីកមួយវិមាត្រ។ នេះគឺជាភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់របស់វាពីសាខាផ្សេងទៀតជាច្រើននៃរូបវិទ្យាដែលថាមវន្តនៃភាគល្អិតចំនុចត្រូវបានសិក្សា។
នៅស្នូលរបស់វា ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរបដិសេធ និងអះអាងថាសកលលោកតែងតែមាន។ នោះគឺសាកលលោកមិនមែនជាចំណុចតូចគ្មានកំណត់ទេ ប៉ុន្តែជាខ្សែដែលមានប្រវែងគ្មានកំណត់ ខណៈពេលដែលទ្រឹស្ដីខ្សែនិយាយថាយើងរស់នៅក្នុងលំហរដប់វិមាត្រ ទោះបីជាយើងមានអារម្មណ៍ថាត្រឹមតែ 3-4 ក៏ដោយ។ អ្វីដែលនៅសល់គឺស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពដួលរលំ ហើយប្រសិនបើអ្នកសម្រេចចិត្តសួរសំណួរថា "តើពួកគេនឹងលាតត្រដាងនៅពេលណា ហើយតើវានឹងកើតឡើងទាល់តែសោះ?" នោះអ្នកនឹងមិនទទួលបានចម្លើយឡើយ។
គណិតវិទ្យារកមិនឃើញទាល់តែសោះ ទ្រឹស្តីខ្សែមិនអាចបង្ហាញឱ្យឃើញជាក់ស្តែងបានទេ។ ពិតមែនហើយ មានការព្យាយាមបង្កើតទ្រឹស្ដីជាសាកល ដើម្បីឱ្យគេអាចសាកល្បងអនុវត្តបាន។ ប៉ុន្តែដើម្បីឱ្យរឿងនេះកើតឡើងវាត្រូវតែធ្វើឱ្យសាមញ្ញដូច្នេះវាឈានដល់កម្រិតនៃការយល់ឃើញរបស់យើងចំពោះការពិត។ បន្ទាប់មកគំនិតនៃការត្រួតពិនិត្យបាត់បង់ទាំងស្រុងនូវអត្ថន័យរបស់វា។
លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យជាមូលដ្ឋាន និងគោលគំនិតនៃទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ
ទ្រឹស្ដីនៃការទាក់ទងគ្នានិយាយថាចក្រវាឡរបស់យើងគឺជាយន្តហោះមួយ ហើយមេកានិចកង់ទិចនិយាយថានៅកម្រិតមីក្រូ មានចលនាគ្មានកំណត់ ដោយសារលំហដែលមានរាងកោង។ ហើយទ្រឹស្ដីខ្សែព្យាយាមបញ្ចូលគ្នានូវការសន្មត់ទាំងពីរនេះហើយអនុលោមតាមវា ភាគល្អិតបឋមត្រូវបានតំណាងថាជាសមាសធាតុពិសេសនៅក្នុងសមាសភាពនៃអាតូមនីមួយៗ - ខ្សែដើមដែលជាប្រភេទនៃសរសៃអ៊ុលត្រាសោន។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ភាគល្អិតបឋមមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលពន្យល់ពីភាពរំញ័រនៃសរសៃដែលបង្កើតជាភាគល្អិតទាំងនេះ។ ប្រភេទនៃសរសៃបែបនេះអនុវត្តការរំញ័រក្នុងចំនួនគ្មានកំណត់។
សម្រាប់ការយល់ដឹងកាន់តែច្បាស់អំពីខ្លឹមសារ ឧបាសកសាមញ្ញអាចស្រមៃមើលខ្សែឧបករណ៍ភ្លេងធម្មតា ដែលអាចលាតសន្ធឹងតាមពេលវេលាផ្សេងៗគ្នា បត់ដោយជោគជ័យ និងញ័រឥតឈប់ឈរ។ ខ្សែស្រឡាយអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមកនៅពេលរំញ័រជាក់លាក់មានលក្ខណៈសម្បត្តិដូចគ្នា។
រមៀលចូលទៅក្នុងរង្វិលជុំស្តង់ដារ ខ្សែស្រលាយបង្កើតបានជាប្រភេទភាគល្អិតធំជាង - រ៉ែថ្មខៀវ អេឡិចត្រុង ដែលម៉ាស់របស់វានឹងពឹងផ្អែកដោយផ្ទាល់ទៅលើកម្រិតនៃភាពតានតឹង និងប្រេកង់រំញ័រនៃសរសៃ។ ដូច្នេះថាមពលខ្សែត្រូវបានទាក់ទងជាមួយលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យទាំងនេះ។ ម៉ាស់នៃភាគល្អិតបឋមនឹងខ្ពស់ជាង ជាមួយនឹងថាមពលវិទ្យុសកម្មកាន់តែច្រើន។
បញ្ហាបច្ចុប្បន្ននៅក្នុងទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ
នៅពេលសិក្សាទ្រឹស្ដីខ្សែ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីប្រទេសជាច្រើនបានជួបប្រទះបញ្ហាជាច្រើន និងបញ្ហាដែលមិនទាន់ដោះស្រាយបានទៀងទាត់។ ចំណុចសំខាន់បំផុតអាចចាត់ទុកថាជាកង្វះនៃរូបមន្តគណិតវិទ្យា ដូច្នេះអ្នកឯកទេសមិនទាន់ទទួលបានជោគជ័យក្នុងការផ្តល់ទ្រឹស្តីពេញលេញនោះទេ។
បញ្ហាសំខាន់ទីពីរគឺការបញ្ជាក់ដោយខ្លឹមសារនៃទ្រឹស្តីនៃវត្តមាននៃវិមាត្រទាំង 10 ដែលតាមពិតយើងអាចមានអារម្មណ៍ថាមានតែ 4 ប៉ុណ្ណោះ។ សន្មតថាពួកគេទាំង 6 ដែលនៅសល់មាននៅក្នុងស្ថានភាពវិលវល់ ហើយវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការមានអារម្មណ៍ថាពួកគេនៅក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង។ ដូច្នេះហើយ ទោះបីជាការបដិសេធនៃទ្រឹស្តីនេះគឺមិនអាចទៅរួចជាមូលដ្ឋានក៏ដោយ ការបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍នៅតែហាក់ដូចជាពិបាក។
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ការសិក្សាអំពីទ្រឹស្ដីខ្សែបានក្លាយជាកម្លាំងរុញច្រានយ៉ាងច្បាស់លាស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃសំណង់គណិតវិទ្យាដើម ក៏ដូចជាទ្រូប៉ូឡូញ។ រូបវិទ្យាដែលមានទិសដៅទ្រឹស្ដីរបស់វាត្រូវបានចាក់ឫសយ៉ាងរឹងមាំនៅក្នុងគណិតវិទ្យាផងដែរ ដោយមានជំនួយពីទ្រឹស្ដីដែលកំពុងសិក្សា។ ជាងនេះទៅទៀត ខ្លឹមសារនៃទំនាញផែនដី និងរូបធាតុសម័យទំនើបអាចយល់បានយ៉ាងម៉ត់ចត់ ដោយចាប់ផ្តើមសិក្សាឱ្យបានស៊ីជម្រៅជាងអ្វីដែលអាចធ្វើទៅបានពីមុន។
ដូច្នេះ ការស្រាវជ្រាវទ្រឹស្ដីខ្សែនៅតែបន្តដោយមិនមានការរំខាន ហើយលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ជាច្រើន រួមទាំងការធ្វើតេស្តនៅ Large Hadron Collider អាចជាគំនិត និងធាតុដែលបាត់។ ក្នុងករណីនេះ ទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យា នឹងត្រូវបានបញ្ជាក់យ៉ាងពិតប្រាកដ និងជាបាតុភូតដែលទទួលយកបានជាទូទៅ។
សំណួរសំខាន់ៗ៖
តើអ្វីទៅជាសមាសធាតុគ្រឹះនៃសាកលលោកគឺ «ឥដ្ឋទីមួយនៃរូបធាតុ»? តើមានទ្រឹស្ដីដែលអាចពន្យល់ពីបាតុភូតរូបវិទ្យាជាមូលដ្ឋានទេ?
សំណួរ៖ តើពិតទេ?
ថ្ងៃនេះ និងអនាគតដ៏ខ្លីខាងមុខ ការសង្កេតដោយផ្ទាល់លើទំហំតូចបែបនេះគឺមិនអាចទៅរួចទេ។ រូបវិទ្យាស្ថិតនៅក្នុងការស្វែងរក ហើយការពិសោធន៍ដែលកំពុងបន្ត ជាឧទាហរណ៍ ដើម្បីរកឱ្យឃើញភាគល្អិតអនុភាពស៊ីមេទ្រី ឬស្វែងរកវិមាត្របន្ថែមនៅក្នុងឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន អាចបង្ហាញថាទ្រឹស្ដីខ្សែគឺស្ថិតនៅលើផ្លូវត្រូវ។
មិនថាទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរ គឺជាទ្រឹស្ដីនៃអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងទេ វាផ្តល់ឱ្យយើងនូវសំណុំឧបករណ៍ពិសេសមួយដើម្បីពិនិត្យមើលរចនាសម្ព័ន្ធដ៏ជ្រៅនៃការពិត។
ទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ
ម៉ាក្រូ និងមីក្រូ
នៅពេលពិពណ៌នាអំពីសកលលោក រូបវិទ្យាបែងចែកវាទៅជាពីរផ្នែកដែលហាក់ដូចជាមិនស៊ីគ្នា - មីក្រូកូស quantum និង macrocosm ដែលទំនាញផែនដីត្រូវបានពិពណ៌នា។
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរគឺជាការប៉ុនប៉ងដ៏ចម្រូងចម្រាសមួយដើម្បីបញ្ចូលគ្នានូវផ្នែកទាំងនេះចូលទៅក្នុង "ទ្រឹស្តីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង" ។
ភាគល្អិតនិងអន្តរកម្ម
ពិភពលោកត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយភាគល្អិតបឋមពីរប្រភេទ - fermions និង bosons ។ Fermions គឺជារូបធាតុដែលអាចសង្កេតបានទាំងអស់ ហើយ bosons គឺជាអ្នកដឹកជញ្ជូននៃអន្តរកម្មមូលដ្ឋានដែលគេស្គាល់ចំនួនបួន៖ ខ្សោយ អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ខ្លាំង និងទំនាញ។ នៅក្នុងក្របខណ្ឌនៃទ្រឹស្ដីមួយហៅថា "គំរូស្តង់ដារ" អ្នករូបវិទ្យាបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងប្រណិតក្នុងការពិពណ៌នា និងសាកល្បងអន្តរកម្មជាមូលដ្ឋានចំនួនបី លើកលែងតែខ្សោយបំផុត - ទំនាញផែនដី។ មកដល់បច្ចុប្បន្ន គំរូស្តង់ដារគឺជាគំរូដែលត្រឹមត្រូវបំផុត និងត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍លើពិភពលោករបស់យើង។
ហេតុអ្វីបានជាទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរត្រូវការ
គំរូស្តង់ដារមិនរួមបញ្ចូលទំនាញផែនដី មិនអាចពិពណ៌នាអំពីចំណុចកណ្តាលនៃប្រហោងខ្មៅ និងបន្ទុះធំ ហើយមិនពន្យល់ពីលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍មួយចំនួន។ ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរគឺជាការប៉ុនប៉ងដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ ហើយបង្រួបបង្រួមរូបធាតុ និងអន្តរកម្មដោយជំនួសភាគល្អិតបឋមដោយខ្សែរំញ័រតូចៗ។
ទ្រឹស្ដីខ្សែគឺផ្អែកលើគំនិតដែលថាភាគល្អិតបឋមទាំងអស់អាចត្រូវបានតំណាងថាជា "ឥដ្ឋទីមួយ" បឋមមួយ - ខ្សែអក្សរមួយ។ ខ្សែអក្សរអាចញ័រ ហើយរបៀបផ្សេងគ្នានៃលំយោលបែបនេះនៅចម្ងាយដ៏ច្រើននឹងមើលទៅយើងដូចជាភាគល្អិតបឋមផ្សេងៗគ្នា។ របៀបនៃការរំញ័រមួយនឹងធ្វើអោយខ្សែអក្សរមើលទៅដូច photon ហើយមួយទៀតនឹងធ្វើអោយវាមើលទៅដូចជាអេឡិចត្រុង។
មានសូម្បីតែ Mod ដែលពិពណ៌នាអំពីក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៃអន្តរកម្មទំនាញផែនដី - graviton! កំណែនៃទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរពិពណ៌នាអំពីខ្សែអក្សរពីរប្រភេទ៖ បើក (1) និងបិទ (2) ។ ខ្សែបើកចំហមានចុងពីរ (3) ដែលមានទីតាំងនៅលើរចនាសម្ព័ន្ធភ្នាសដែលហៅថា D-brane ហើយថាមវន្តរបស់វាពិពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មជាមូលដ្ឋានចំនួនបីក្នុងចំណោមបួន - ទាំងអស់លើកលែងតែទំនាញផែនដី។
ខ្សែដែលបិទស្រដៀងនឹងរង្វិលជុំ ពួកវាមិនត្រូវបានចងភ្ជាប់ជាមួយ D-branes ទេ - វាគឺជារបៀបរំញ័រនៃខ្សែបិទដែលតំណាងដោយ graviton ដែលគ្មានម៉ាស។ ចុងបញ្ចប់នៃខ្សែរបើកអាចតភ្ជាប់ បង្កើតជាខ្សែបិទ ដែលនៅក្នុងវេនអាចបំបែក ប្រែទៅជាបើកចំហ ឬមកជាមួយគ្នា ហើយបំបែកជាខ្សែបិទពីរ (5) - ដូច្នេះនៅក្នុងទ្រឹស្ដីខ្សែ អន្តរកម្មទំនាញ ត្រូវបានផ្សំជាមួយអ្វីៗផ្សេងទៀត។
ខ្សែអក្សរគឺជាវត្ថុតូចបំផុតនៃវត្ថុទាំងអស់ដែលរូបវិទ្យាដំណើរការ។ ជួរទំហំ V នៃវត្ថុដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងលើពង្រីកលើសពី 34 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ - ប្រសិនបើអាតូមមានទំហំប៉ុនប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យ នោះទំហំនៃខ្សែអាចធំជាងអាតូមអាតូមបន្តិច។
ការវាស់វែងបន្ថែម
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរដែលជាប់លាប់គឺអាចធ្វើទៅបានតែនៅក្នុងលំហវិមាត្រខ្ពស់ប៉ុណ្ណោះ ដែលបន្ថែមលើវិមាត្រពេលវេលាលំហ 4 ដែលធ្លាប់ស្គាល់ វិមាត្របន្ថែមចំនួន 6 ត្រូវបានទាមទារ។ អ្នកទ្រឹស្តីជឿថាវិមាត្របន្ថែមទាំងនេះត្រូវបានបត់ចូលទៅក្នុងទម្រង់តូចៗដែលមិនអាចយល់បាន - ចន្លោះ Calabi-Yau ។ បញ្ហាមួយនៃទ្រឹស្តីខ្សែគឺថាមានចំនួនស្ទើរតែគ្មានកំណត់នៃបំរែបំរួលនៃ Calabi-Yau convolution (បង្រួម) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់ពិពណ៌នាអំពីពិភពលោកណាមួយហើយរហូតមកដល់ពេលនេះមិនមានវិធីដើម្បីស្វែងរកវ៉ារ្យ៉ង់នៃការបង្រួម qi ដែលនឹង អនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់ពិពណ៌នាអំពីអ្វីដែលយើងឃើញនៅជុំវិញ។
supersymmetry
កំណែភាគច្រើននៃទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរតម្រូវឱ្យមានគំនិតនៃ supersymmetry ដែលផ្អែកលើគំនិតដែលថា fermions (រូបធាតុ) និង bosons (អន្តរកម្ម) គឺជាការបង្ហាញនៃវត្ថុដូចគ្នា ហើយអាចប្រែទៅជាគ្នាទៅវិញទៅមក។
ទ្រឹស្តីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង?
Supersymmetry អាចត្រូវបានដាក់បញ្ចូលទៅក្នុងទ្រឹស្ដីខ្សែក្នុងវិធី 5 យ៉ាងផ្សេងគ្នា ដែលនាំឱ្យមាន 5 ប្រភេទផ្សេងគ្នានៃទ្រឹស្ដីខ្សែដែលមានន័យថាទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរខ្លួនឯងមិនអាចអះអាងថាជា "ទ្រឹស្ដីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង"។ ប្រភេទទាំងប្រាំនេះត្រូវបានភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមកដោយការបំប្លែងគណិតវិទ្យាដែលហៅថា dualities ហើយនេះបាននាំឱ្យមានការយល់ដឹងថាប្រភេទទាំងអស់នេះគឺជាទិដ្ឋភាពនៃអ្វីដែលទូទៅជាងនេះ។ ទ្រឹស្តីទូទៅនេះត្រូវបានគេហៅថា M-Theory ។
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរចំនួន 5 ផ្សេងគ្នាត្រូវបានគេស្គាល់ ប៉ុន្តែនៅពេលពិនិត្យកាន់តែជិត វាបង្ហាញថាពួកគេទាំងអស់គឺជាការបង្ហាញនៃទ្រឹស្តីទូទៅជាង
ជាការពិតណាស់ ខ្សែនៃសាកលលោកគឺស្ទើរតែស្រដៀងនឹងខ្សែដែលយើងស្រមៃនោះទេ។ នៅក្នុងទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរ ពួកវាជាសរសៃអំបោះរំញ័រតូចមិនគួរឱ្យជឿនៃថាមពល។ ខ្សែស្រឡាយទាំងនេះគឺដូចជា "ក្រុមយឺត" តូចៗ ដែលអាចបត់បែន លាតសន្ធឹង និងរួញនៅគ្រប់មធ្យោបាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយទាំងអស់នេះមិនមានន័យថាបទភ្លេងនៃសកលលោកមិនអាច "លេង" លើពួកគេបានទេព្រោះយោងទៅតាមទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលមានគឺ "ខ្សែស្រឡាយ" ទាំងនេះ។
ជម្លោះរូបវិទ្យា
នៅពាក់កណ្តាលទីពីរនៃសតវត្សទី 19 វាហាក់ដូចជាអ្នករូបវិទ្យាថាគ្មានអ្វីធ្ងន់ធ្ងរអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្ររបស់ពួកគេទៀតទេ។ រូបវិទ្យាបុរាណបានជឿថាមិនមានបញ្ហាអ្វីធ្ងន់ធ្ងរនៅសេសសល់នៅក្នុងវាទេ ហើយរចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនៃពិភពលោកមើលទៅដូចជាម៉ាស៊ីនដែលបានកែតម្រូវយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ និងអាចទស្សន៍ទាយបាន។ បញ្ហាដូចធម្មតាបានកើតឡើងដោយសារតែមិនសមហេតុសមផល - មួយនៃ "ពពក" តូចមួយដែលនៅតែមាននៅក្នុងមេឃច្បាស់លាស់និងអាចយល់បាននៃវិទ្យាសាស្រ្ត។ ពោលគឺនៅពេលគណនាថាមពលវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង (រាងកាយសម្មតិកម្មដែលនៅសីតុណ្ហភាពណាមួយស្រូបយកទាំងស្រុងនូវឧប្បត្តិហេតុវិទ្យុសកម្មនៅលើវាដោយមិនគិតពីប្រវែងរលក - NS) ។ ការគណនាបានបង្ហាញថាថាមពលវិទ្យុសកម្មសរុបនៃរាងកាយខ្មៅណាមួយគួរតែមានទំហំធំគ្មានកំណត់។ ដើម្បីជៀសវាងភាពមិនសមហេតុផលជាក់ស្តែងនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ Max Planck បានស្នើនៅឆ្នាំ 1900 ថា ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ កាំរស្មី X និងរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកផ្សេងទៀតអាចត្រូវបានបញ្ចេញដោយផ្នែកជាក់លាក់នៃថាមពលដែលគាត់ហៅថា quanta ។ ដោយមានជំនួយរបស់ពួកគេវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាពិសេសនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលវិបាកនៃសម្មតិកម្ម quantum សម្រាប់ការកំណត់មិនទាន់ដឹងនៅឡើយនៅពេលនោះ។ រហូតមកដល់ឆ្នាំ 1926 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ម្នាក់ទៀតគឺលោក Werner Heisenberg បានបង្កើតគោលការណ៍មិនច្បាស់លាស់ដ៏ល្បីល្បាញ។
ខ្លឹមសាររបស់វាពុះកញ្ជ្រោលទៅនឹងការពិតដែលថា ផ្ទុយទៅនឹងសេចក្តីថ្លែងការណ៍ទាំងអស់ដែលមានពីមុនមក ធម្មជាតិកំណត់សមត្ថភាពរបស់យើងក្នុងការទស្សន៍ទាយអនាគតដោយផ្អែកលើច្បាប់រូបវន្ត។ ជាការពិតណាស់ នេះគឺអំពីអនាគត និងបច្ចុប្បន្ននៃភាគល្អិត subatomic ។ វាបានប្រែក្លាយថាពួកគេមានឥរិយាបទខុសពីអ្វីៗផ្សេងទៀតនៅក្នុង macrocosm ដែលនៅជុំវិញយើងធ្វើ។ នៅកម្រិត subatomic ក្រណាត់នៃលំហក្លាយជាមិនស្មើគ្នានិងវឹកវរ។ ពិភពនៃភាគល្អិតតូចៗមានភាពច្របូកច្របល់ និងមិនអាចយល់បាន ដែលវាផ្ទុយនឹងសុភវិនិច្ឆ័យ។ លំហ និងពេលវេលាគឺមានភាពបត់បែន និងជាប់ទាក់ទងគ្នានៅក្នុងវា ដែលមិនមានគោលគំនិតធម្មតានៃឆ្វេង និងស្តាំ ឡើងលើ និងចុះក្រោម និងសូម្បីតែមុន និងក្រោយ។ មិនមានវិធីដើម្បីបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់ថា ត្រង់ចំណុចណាមួយក្នុងលំហនេះ ឬភាគល្អិតនោះស្ថិតនៅក្នុងពេលណាមួយនោះទេ ហើយតើអ្វីជាពេលនៃសន្ទុះរបស់វា។ មានប្រូបាប៊ីលីតេជាក់លាក់នៃការស្វែងរកភាគល្អិតនៅក្នុងតំបន់ជាច្រើននៃពេលវេលាអវកាស។ ភាគល្អិតនៅកម្រិតអាតូមិចហាក់ដូចជាត្រូវបាន "លាប" លើលំហ។ មិនត្រឹមតែប៉ុណ្ណោះ "ស្ថានភាព" នៃភាគល្អិតខ្លួនឯងមិនត្រូវបានកំណត់ទេ: ក្នុងករណីខ្លះពួកគេមានឥរិយាបទដូចរលក ហើយខ្លះទៀតពួកគេបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិត។ នេះជាអ្វីដែលអ្នករូបវិទ្យាហៅថា រលកភាគល្អិតទ្វេនៃមេកានិចកង់ទិច។
កម្រិតរចនាសម្ព័ន្ធពិភពលោក៖ 1. កម្រិតម៉ាក្រូស្កូប - រូបធាតុ 2. កម្រិតម៉ូលេគុល 3. កម្រិតអាតូមិក - ប្រូតុង នឺត្រុង និងអេឡិចត្រុង 4. កម្រិតអាតូមិក - អេឡិចត្រុង 5. កម្រិតអាតូមិក - ឃ្វាក 6. កម្រិតខ្សែអក្សរ / © Bruno P. Ramos
នៅក្នុងទ្រឹស្តីទូទៅនៃទំនាក់ទំនង ដូចជានៅក្នុងរដ្ឋដែលមានច្បាប់ផ្ទុយគ្នា អ្វីៗមានភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋាន។ លំហហាក់ដូចជាដូចជា trampoline - ក្រណាត់រលោងដែលអាចពត់និងលាតសន្ធឹងដោយវត្ថុដែលមានម៉ាស។ ពួកគេបង្កើតការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃពេលវេលាអវកាស - អ្វីដែលយើងជួបប្រទះជាទំនាញផែនដី។ មិនចាំបាច់និយាយទេ ទ្រឹស្ដីទូទៅនៃការទាក់ទងគ្នាដែលស្របគ្នា ត្រឹមត្រូវ និងអាចព្យាករណ៍បានគឺស្ថិតនៅក្នុងជម្លោះដែលមិនអាចដោះស្រាយបានជាមួយ "អ្នកបោកបញ្ឆោត" - មេកានិចកង់ទិច ហើយជាលទ្ធផល ម៉ាក្រូកូសមិនអាច "ផ្សះផ្សា" ជាមួយមីក្រូកូសបានទេ។ នេះគឺជាកន្លែងដែលទ្រឹស្តីខ្សែចូលមក។
2D Universe។ ក្រាហ្វ E8 polyhedron / ©John Stembridge/Atlas of Lie Groups Project
ទ្រឹស្តីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរបង្កប់នូវក្តីសុបិនរបស់អ្នករូបវិទ្យាទាំងអស់ដើម្បីបង្រួបបង្រួមទំនាក់ទំនងទូទៅដែលផ្ទុយគ្នាជាមូលដ្ឋានពីរ និងមេកានិចកង់ទិច ដែលជាសុបិនមួយបានលងបន្លាច "ហ្គីបសី និងអសុរកាយ" ដ៏អស្ចារ្យបំផុតរបស់ Albert Einstein រហូតដល់ចុងបញ្ចប់នៃថ្ងៃរបស់គាត់។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនជឿថា អ្វីគ្រប់យ៉ាងចាប់ពីការរាំដ៏ប្រណិតនៃកាឡាក់ស៊ី រហូតដល់ការរាំដ៏រំភើបនៃភាគល្អិតអាតូមិក ទីបំផុតអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយគោលការណ៍រូបវន្តមូលដ្ឋានតែមួយប៉ុណ្ណោះ។ ប្រហែលជាសូម្បីតែច្បាប់តែមួយដែលរួមបញ្ចូលគ្នានូវគ្រប់ប្រភេទនៃថាមពល ភាគល្អិត និងអន្តរកម្មនៅក្នុងរូបមន្តឆើតឆាយមួយចំនួន។
ទំនាក់ទំនងទូទៅពិពណ៌នាអំពីកម្លាំងដ៏ល្បីល្បាញបំផុតមួយនៅក្នុងសកលលោក - ទំនាញផែនដី។ មេកានិច Quantum ពិពណ៌នាអំពីកម្លាំងបីផ្សេងទៀត៖ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរដ៏ខ្លាំង ដែលជាប់នឹងប្រូតុង និងនឺត្រុងរួមគ្នាក្នុងអាតូម អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច និងកម្លាំងខ្សោយ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការពុកផុយនៃវិទ្យុសកម្ម។ ព្រឹត្តិការណ៍ណាមួយនៅក្នុងសកលលោក ចាប់ពីអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមមួយ រហូតដល់កំណើតនៃផ្កាយមួយ ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយអន្តរកម្មនៃរូបធាតុ តាមរយៈកម្លាំងទាំងបួននេះ។ ដោយមានជំនួយពីគណិតវិទ្យាស្មុគ្រស្មាញ វាអាចបង្ហាញថាអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច និងខ្សោយមានលក្ខណៈធម្មតា ដោយរួមបញ្ចូលគ្នាពួកវាទៅជាអេឡិចត្រូតតែមួយ។ បនា្ទាប់មក អន្តរកម្មនុយក្លេអែរដ៏រឹងមាំត្រូវបានបន្ថែមទៅពួកគេ ប៉ុន្តែទំនាញផែនដីមិនចូលរួមជាមួយពួកគេតាមមធ្យោបាយណាមួយឡើយ។ ទ្រឹស្ដីខ្សែគឺជាបេក្ខភាពដ៏ធ្ងន់ធ្ងរបំផុតមួយសម្រាប់ការភ្ជាប់កម្លាំងទាំងបួន ហើយដូច្នេះ ការទទួលយកបាតុភូតទាំងអស់នៅក្នុងសកលលោក វាមិនមែនដោយគ្មានហេតុផលនោះទេ ដែលវាត្រូវបានគេហៅថា "ទ្រឹស្តីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង" ផងដែរ។
នៅដើមដំបូងមានទេវកថាមួយ។
ក្រាហ្វនៃមុខងារបេតាអយល័រសម្រាប់អាគុយម៉ង់ពិតប្រាកដ / ©Flickr
រហូតមកដល់ពេលនេះ មិនមែនអ្នករូបវិទ្យាទាំងអស់មានការសាទរចំពោះទ្រឹស្ដីខ្សែនោះទេ។ ហើយនៅពេលព្រឹកព្រលឹមនៃរូបរាងរបស់វា វាហាក់បីដូចជានៅឆ្ងាយពីការពិតគ្មានទីបញ្ចប់។ កំណើតរបស់នាងគឺជារឿងព្រេង។
នៅចុងទស្សវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 រូបវិទូជនជាតិអ៊ីតាលីវ័យក្មេងម្នាក់ឈ្មោះ Gabriele Veneziano កំពុងស្វែងរកសមីការដែលអាចពន្យល់ពីកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរដ៏រឹងមាំ ដែលជា "កាវ" ដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតដែលផ្ទុកស្នូលនៃអាតូមរួមគ្នាដោយការចងប្រូតុង និងនឺត្រុងជាមួយគ្នា។ យោងទៅតាមរឿងព្រេង គាត់ធ្លាប់បានជំពប់ដួលលើសៀវភៅប្រវតិ្តសាស្រ្តគណិតវិទ្យា ដែលក្នុងនោះគាត់បានរកឃើញមុខងារដែលមានអាយុកាល 200 ឆ្នាំដំបូងដែលត្រូវបានកត់ត្រាដោយគណិតវិទូជនជាតិស្វីស Leonhard Euler ។ ស្រមៃមើលការភ្ញាក់ផ្អើលរបស់ Veneziano នៅពេលដែលគាត់បានរកឃើញថាមុខងារអយល័រដែលអស់រយៈពេលជាយូរត្រូវបានចាត់ទុកថាគ្មានអ្វីក្រៅពីការចង់ដឹងចង់ឃើញតាមគណិតវិទ្យាពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មដ៏រឹងមាំនេះ។
តើវាពិតជាយ៉ាងណា? រូបមន្តនេះគឺប្រហែលជាលទ្ធផលនៃការងារដ៏យូរឆ្នាំរបស់ Veneziano ហើយករណីនេះគ្រាន់តែជួយឱ្យបោះជំហានដំបូងឆ្ពោះទៅរកការរកឃើញទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរប៉ុណ្ណោះ។ មុខងារអយល័រ ដែលបានពន្យល់ដោយអព្ភូតហេតុអំពីកម្លាំងខ្លាំង បានរកឃើញជីវិតថ្មី។
នៅទីបំផុត វាបានទាក់ទាញភ្នែកអ្នកទ្រឹស្តីរូបវិទ្យាវ័យក្មេងជនជាតិអាមេរិកម្នាក់ឈ្មោះ Leonard Susskind ដែលឃើញថារូបមន្តនេះបានពិពណ៌នាជាចម្បងនូវភាគល្អិតដែលមិនមានរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុង ហើយអាចញ័របាន។ ភាគល្អិតទាំងនេះមានឥរិយាបទដូចដែលពួកវាមិនអាចគ្រាន់តែជាភាគល្អិតចំនុចនោះទេ។ Susskind យល់ - រូបមន្តពិពណ៌នាអំពីខ្សែស្រឡាយដែលដូចជាក្រុមយឺត។ នាងមិនត្រឹមតែអាចលាតនិងរួញប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងញ័រផង ញ័រផង។ បន្ទាប់ពីបានពិពណ៌នាអំពីការរកឃើញរបស់គាត់ Susskind បានណែនាំពីគំនិតបដិវត្តន៍នៃខ្សែអក្សរ។
ជាអកុសល ភាគច្រើនលើសលប់នៃសហការីរបស់គាត់បានទទួលទ្រឹស្ដីនេះយ៉ាងត្រជាក់។
គំរូស្តង់ដារ
នៅពេលនោះ វិទ្យាសាស្ត្រទូទៅតំណាងឱ្យភាគល្អិតជាចំណុច មិនមែនខ្សែអក្សរទេ។ អស់ជាច្រើនឆ្នាំមកនេះ អ្នករូបវិទ្យាបាននឹងកំពុងស៊ើបអង្កេតឥរិយាបថនៃភាគល្អិត subatomic ដោយបុកពួកវាក្នុងល្បឿនលឿន និងសិក្សាពីផលវិបាកនៃការប៉ះទង្គិចទាំងនេះ។ វាបានប្រែក្លាយថាចក្រវាឡគឺសម្បូរបែបជាងអ្វីដែលអាចស្រមៃបាន។ វាគឺជា "ការផ្ទុះចំនួនប្រជាជន" ពិតប្រាកដនៃភាគល្អិតបឋម។ និស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សានៃសាកលវិទ្យាល័យរូបវិទ្យាបានរត់កាត់ច្រករបៀងដោយស្រែកថាពួកគេបានរកឃើញភាគល្អិតថ្មីមួយ - មិនមានអក្សរគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់កំណត់វាទេ។
ប៉ុន្តែជាអកុសលនៅក្នុង "មន្ទីរពេទ្យសម្ភព" នៃភាគល្អិតថ្មីអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនអាចរកចម្លើយចំពោះសំណួរបានទេ - ហេតុអ្វីបានជាមានពួកគេច្រើនហើយតើពួកគេមកពីណា?
នេះបានជំរុញឱ្យអ្នករូបវិទ្យាធ្វើការទស្សន៍ទាយមិនធម្មតា និងគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល ពួកគេបានដឹងថា កម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពនៅក្នុងធម្មជាតិក៏អាចពន្យល់បានដោយប្រើភាគល្អិតផងដែរ។ នោះគឺមានភាគល្អិតនៃរូបធាតុ ហើយមានភាគល្អិត-អ្នកបញ្ជូនអន្តរកម្ម។ ឧទាហរណ៍ដូចជា ហ្វូតុន - ភាគល្អិតនៃពន្លឺ។ ភាគល្អិតនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនទាំងនេះកាន់តែច្រើន - ហ្វូតុនដូចគ្នាដែលផ្លាស់ប្តូរភាគល្អិត ពន្លឺកាន់តែភ្លឺ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានទស្សន៍ទាយថា ការផ្លាស់ប្តូរពិសេសនៃភាគល្អិតដឹកជញ្ជូននេះគឺគ្មានអ្វីលើសពីអ្វីដែលយើងយល់ថាជាកម្លាំងនោះទេ។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍។ ដូច្នេះអ្នករូបវិទ្យាបានខិតទៅជិតសុបិនរបស់ Einstein ក្នុងការរួមកម្លាំង។
អន្តរកម្មរវាងភាគល្អិតផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងគំរូស្តង់ដារ / ©Wikimedia Commons
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជឿថា ប្រសិនបើយើងឆ្ពោះទៅមុខភ្លាមៗបន្ទាប់ពី Big Bang នៅពេលដែលសកលលោកកាន់តែក្តៅរាប់លានដឺក្រេ ភាគល្អិតដែលផ្ទុកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច និងកម្លាំងខ្សោយនឹងក្លាយទៅជាមិនអាចបែងចែកបាន ហើយរួមផ្សំទៅជាកម្លាំងតែមួយហៅថា electroweak។ ហើយប្រសិនបើយើងត្រឡប់ទៅក្នុងពេលវេលាកាន់តែយូរទៅទៀត នោះអន្តរកម្មរបស់ electroweak នឹងរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងកម្លាំងខ្លាំងមួយទៅជា "superforce" សរុបមួយ។
ទោះបីជាការពិតដែលថាអ្វីៗទាំងអស់នេះនៅតែរង់ចាំការបញ្ជាក់ក៏ដោយក៏មេកានិចកង់ទិចភ្លាមៗបានពន្យល់ពីរបៀបដែលកងកម្លាំងបីក្នុងចំណោមកម្លាំងទាំងបួនមានអន្តរកម្មនៅកម្រិតអាតូមិច។ ហើយនាងបានពន្យល់វាយ៉ាងស្អាត និងជាប់លាប់។ រូបភាពនៃអន្តរកម្មដែលចុះសម្រុងគ្នានេះ នៅទីបញ្ចប់ត្រូវបានគេហៅថា គំរូស្តង់ដារ។ ប៉ុន្តែ alas សូម្បីតែនៅក្នុងទ្រឹស្តីដ៏ល្អឥតខ្ចោះនេះមានបញ្ហាធំមួយ - វាមិនរាប់បញ្ចូលកម្លាំងដ៏ល្បីល្បាញបំផុតនៃកម្រិតម៉ាក្រូ - ទំនាញផែនដី។
© Wikimedia Commons
ក្រាវីតុន
សម្រាប់ទ្រឹស្ដីខ្សែដែលមិនមានពេលវេលាដើម្បី "រីក" "រដូវស្លឹកឈើជ្រុះ" បានមកដល់វាមានបញ្ហាច្រើនពេកពីកំណើតរបស់វា។ ជាឧទាហរណ៍ ការគណនានៃទ្រឹស្ដីបានព្យាករណ៍ពីអត្ថិភាពនៃភាគល្អិត ដែលតាមដែលវាត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងជាក់លាក់ភ្លាមៗនោះ មិនមានទេ។ នេះគឺជាអ្វីដែលគេហៅថា tachyon - ភាគល្អិតដែលផ្លាស់ទីលឿនជាងពន្លឺនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ ក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀត វាបានប្រែក្លាយថាទ្រឹស្ដីតម្រូវឱ្យមានទំហំដល់ទៅ 10 ។ វាមិនគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលទេដែលថានេះគឺជាការអាម៉ាស់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់អ្នករូបវិទ្យាព្រោះវាច្បាស់ជាងអ្វីដែលយើងឃើញ។
នៅឆ្នាំ 1973 មានតែអ្នករូបវិទ្យាវ័យក្មេងមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះដែលនៅតែតស៊ូជាមួយអាថ៌កំបាំងនៃទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ។ ម្នាក់ក្នុងចំនោមពួកគេគឺជាអ្នករូបវិទ្យាទ្រឹស្ដីអាមេរិក John Schwartz ។ អស់រយៈពេល 4 ឆ្នាំ Schwartz បានព្យាយាមទប់ទល់នឹងសមីការដ៏រសើប ប៉ុន្តែមិនបានផលអ្វីឡើយ។ ក្នុងចំណោមបញ្ហាផ្សេងទៀត សមីការមួយក្នុងចំណោមសមីការទាំងនេះបានពិពណ៌នាដោយរឹងរូសអំពីភាគល្អិតអាថ៌កំបាំងដែលមិនមានម៉ាស ហើយមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិ។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានសម្រេចចិត្តបោះបង់ចោលជំនួញដ៏មហន្តរាយរបស់គាត់រួចហើយ ហើយបន្ទាប់មកវាបានភ្លឺឡើងលើគាត់ - ប្រហែលជាសមីការនៃទ្រឹស្ដីខ្សែពណ៌នាក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀត ទំនាញ? ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនេះបង្កប់ន័យការពិនិត្យឡើងវិញនៃវិមាត្រនៃ "វីរបុរស" នៃទ្រឹស្តី - ខ្សែអក្សរ។ ដោយសន្មតថាខ្សែអក្សរមានទំហំតូចជាងអាតូមរាប់ពាន់លានដង "ខ្សែអក្សរ" បានប្រែក្លាយកំហុសនៃទ្រឹស្តីទៅជាគុណធម៌របស់វា។ ភាគល្អិតអាថ៌កំបាំងដែលលោក John Schwartz បានព្យាយាមកម្ចាត់ចោលយ៉ាងខ្ជាប់ខ្ជួន ឥឡូវនេះបានដើរតួជា graviton ដែលជាភាគល្អិតដែលត្រូវបានគេស្រាវជ្រាវអស់រយៈពេលជាយូរ ហើយដែលអាចឱ្យទំនាញផែនដីត្រូវបានផ្ទេរទៅកម្រិត Quantum ។ នេះជារបៀបដែលទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរបានបន្ថែមទំនាញទៅនឹងរូបផ្គុំ ដែលបាត់ពីគំរូស្តង់ដារ។ ប៉ុន្តែទោះបីជាសហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រក៏មិនមានប្រតិកម្មចំពោះការរកឃើញនេះដែរ។ ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរនៅតែស្ថិតនៅលើគែមនៃការរស់រានមានជីវិត។ ប៉ុន្តែនេះមិនបានបញ្ឈប់ Schwartz ទេ។ មានតែអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រម្នាក់ប៉ុណ្ណោះដែលសុខចិត្តប្រថុយនឹងអាជីពរបស់គាត់សម្រាប់ជាប្រយោជន៍នៃខ្សែអាថ៌កំបាំងចង់ចូលរួមការស្វែងរករបស់គាត់ - Michael Green ។
រូបវិទ្យាទ្រឹស្តីអាមេរិក John Schwartz និង Michael Green
©វិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាកាលីហ្វ័រញ៉ា/elementy.ru
តើមានហេតុផលអ្វីខ្លះដែលគិតថាទំនាញផែនដីគោរពតាមច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិច? សម្រាប់ការរកឃើញនៃ "មូលដ្ឋានគ្រឹះ" ទាំងនេះក្នុងឆ្នាំ 2011 រង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យាត្រូវបានផ្តល់រង្វាន់។ វាមាននៅក្នុងការពិតដែលថាការពង្រីកនៃសាកលលោកមិនថយចុះដូចអ្វីដែលធ្លាប់គិតនោះទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញ គឺកំពុងតែបង្កើនល្បឿន។ ការបង្កើនល្បឿននេះត្រូវបានពន្យល់ដោយសកម្មភាពនៃ "ប្រឆាំងទំនាញ" ពិសេសដែលជាលក្ខណៈនៃចន្លោះទទេនៃលោហធាតុទំនេរ។ ម៉្យាងទៀតនៅកម្រិត quantum មិនអាចគ្មានអ្វី "ទទេ" នោះទេ - ភាគល្អិត subatomic លេចឡើងឥតឈប់ឈរ ហើយបាត់ភ្លាមៗនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ "ការផ្ទុះឡើង" នៃភាគល្អិតនេះត្រូវបានគេជឿថាទទួលខុសត្រូវចំពោះអត្ថិភាពនៃថាមពលងងឹត "ប្រឆាំងទំនាញផែនដី" ដែលបំពេញចន្លោះទទេ។
នៅពេលមួយវាគឺជា Albert Einstein ដែលរហូតដល់ចុងបញ្ចប់នៃជីវិតរបស់គាត់មិនបានទទួលយកគោលការណ៍ផ្ទុយគ្នានៃមេកានិចកង់ទិច (ដែលគាត់ផ្ទាល់បានទាយ) បានស្នើឱ្យមានអត្ថិភាពនៃទម្រង់ថាមពលនេះ។ ដោយធ្វើតាមប្រពៃណីនៃទស្សនវិជ្ជាក្រិកបុរាណរបស់អារីស្តូត ជាមួយនឹងជំនឿលើភាពអស់កល្បនៃពិភពលោក អែងស្តែងបានបដិសេធមិនជឿនូវអ្វីដែលទ្រឹស្ដីរបស់គាត់បានទាយទុកនោះទេ ពោលគឺថាសកលលោកមានការចាប់ផ្តើម។ ដើម្បី "បន្ត" សកលលោក Einstein ថែមទាំងបានណែនាំនូវថេរ cosmological ជាក់លាក់មួយទៅក្នុងទ្រឹស្តីរបស់គាត់ ហើយដូច្នេះបានពិពណ៌នាអំពីថាមពលនៃចន្លោះទទេ។ ជាសំណាងល្អ ប៉ុន្មានឆ្នាំក្រោយមក វាច្បាស់ណាស់ថា សកលលោកមិនមែនជាទម្រង់ដែលបង្កកទាល់តែសោះ ដែលវាកំពុងពង្រីក។ បន្ទាប់មក Einstein បានបោះបង់ចោលថេរ cosmological ដោយហៅវាថា "ការគណនាខុសដ៏ធំបំផុតនៃជីវិតរបស់គាត់" ។
សព្វថ្ងៃនេះ វិទ្យាសាស្រ្តដឹងថាថាមពលងងឹតមាន បើទោះបីជាដង់ស៊ីតេរបស់វាតិចជាងការលើកឡើងដោយ Einstein ក៏ដោយ (បញ្ហានៃដង់ស៊ីតេថាមពលងងឹតគឺជាអាថ៌កំបាំងដ៏អស្ចារ្យបំផុតមួយនៃរូបវិទ្យាសម័យទំនើប)។ ប៉ុន្តែមិនថាតម្លៃនៃថេរ cosmological តូចប៉ុនណាក៏ដោយ វាគឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីធ្វើឱ្យប្រាកដថាឥទ្ធិពលកង់ទិចនៅក្នុងទំនាញផែនដីមាន។
តុក្កតាដាក់សំបុក Subatomic
ទោះបីជាមានអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងក៏ដោយ នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ទ្រឹស្ដីខ្សែនៅតែមានភាពផ្ទុយគ្នាដែលមិនអាចដោះស្រាយបាន ដែលត្រូវបានគេស្គាល់នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រថាជាភាពមិនប្រក្រតី។ Schwartz និង Green បានកំណត់អំពីការលុបបំបាត់ពួកគេ។ ហើយការខិតខំប្រឹងប្រែងរបស់ពួកគេគឺមិនឥតប្រយោជន៍ទេ: អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានគ្រប់គ្រងដើម្បីលុបបំបាត់ភាពផ្ទុយគ្នាមួយចំនួននៃទ្រឹស្តី។ ស្រមៃមើលភាពភ្ញាក់ផ្អើលនៃអ្នកទាំងពីរនេះ ដែលធ្លាប់ស្គាល់រួចមកហើយចំពោះការពិតដែលថាទ្រឹស្ដីរបស់ពួកគេត្រូវបានគេមិនអើពើ នៅពេលដែលប្រតិកម្មរបស់សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្របានបំផ្ទុះពិភពលោកវិទ្យាសាស្ត្រ។ ក្នុងរយៈពេលតិចជាងមួយឆ្នាំ ចំនួនអ្នកទ្រឹស្តីខ្សែបានកើនឡើងដល់រាប់រយ។ ពេលនោះហើយដែលទ្រឹស្ដីខ្សែត្រូវបានគេផ្តល់ងារជាទ្រឹស្ដីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង។ ទ្រឹស្ដីថ្មីនេះហាក់ដូចជាមានសមត្ថភាពក្នុងការពិពណ៌នាអំពីសមាសធាតុទាំងអស់នៃសកលលោក។ ហើយនេះគឺជាគ្រឿងផ្សំ។
ដូចយើងដឹងស្រាប់ហើយ អាតូមនីមួយៗមានភាគល្អិតតូចជាង - អេឡិចត្រុង ដែលរង្វង់ជុំវិញស្នូល ដែលមានប្រូតុង និងនឺត្រុង។ នៅក្នុងវេន ប្រូតុង និងនឺត្រុង ត្រូវបានបង្កើតឡើងពីភាគល្អិតតូចៗ ដែលហៅថា quark ។ ប៉ុន្តែទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរនិយាយថាវាមិនបញ្ចប់ដោយ quarks ទេ។ Quarks ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសរសៃពស់តូចៗនៃថាមពលដែលស្រដៀងនឹងខ្សែ។ ខ្សែនីមួយៗនៃខ្សែទាំងនេះគឺតូចមិននឹកស្មានដល់។ តូចណាស់បើអាតូមត្រូវបានពង្រីកដល់ទំហំប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យ ខ្សែនឹងមានទំហំប៉ុនដើមឈើ។ ដូចជាការរំញ័រផ្សេងៗនៃខ្សែអក្សរ cello បង្កើតនូវអ្វីដែលយើងឮ ដូចជាកំណត់ចំណាំតន្ត្រីផ្សេងៗ វិធីផ្សេងគ្នា (របៀប) នៃការរំញ័រខ្សែអក្សរផ្តល់ឱ្យភាគល្អិតនូវលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់ពួកគេ ដូចជាម៉ាស់ ការសាកថ្មជាដើម។ តើអ្នកដឹងទេថា ប្រូតុងនៅចុងក្រចករបស់អ្នកខុសគ្នាយ៉ាងណាពី graviton ដែលមិនទាន់ត្រូវបានរកឃើញ? គ្រាន់តែសំណុំនៃខ្សែតូចដែលធ្វើឱ្យពួកគេឡើងនិងរបៀបដែលខ្សែទាំងនោះញ័រ។
ជាការពិតណាស់ អ្វីៗទាំងអស់នេះគឺអស្ចារ្យជាង។ តាំងពីសម័យក្រិកបុរាណមក អ្នករូបវិទ្យាបានស៊ាំនឹងការពិតដែលថាអ្វីគ្រប់យ៉ាងក្នុងលោកនេះមានអ្វីមួយដូចជាបាល់ ដុំតូចៗ។ ហើយឥឡូវនេះ ដោយមិនមានពេលវេលាដើម្បីស៊ាំនឹងអាកប្បកិរិយាមិនសមហេតុផលនៃបាល់ទាំងនេះ ដែលកើតឡើងពីមេកានិចកង់ទិច ពួកគេត្រូវបានអញ្ជើញឱ្យចាកចេញពីគំរូទាំងស្រុង ហើយដំណើរការជាមួយនឹងប្រភេទនៃការកាត់ស្ប៉ាហ្គាទីមួយចំនួន...
វិមាត្រទីប្រាំ
ទោះបីជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនហៅទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរថាជាជ័យជំនះនៃគណិតវិទ្យាក៏ដោយ ក៏បញ្ហាមួយចំនួននៅតែមាន - ជាពិសេសគឺការខ្វះខាតឱកាសណាមួយដើម្បីសាកល្បងវាដោយពិសោធន៍នាពេលខាងមុខ។ មិនមានឧបករណ៍តែមួយនៅក្នុងពិភពលោកនោះទេ ទាំងដែលមានស្រាប់ ឬមានសមត្ថភាពបង្ហាញក្នុងទស្សនៈ គឺមិនអាច "មើលឃើញ" ខ្សែអក្សរបានទេ។ ដូច្នេះហើយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រខ្លះ ថែមទាំងសួរសំណួរថា តើទ្រឹស្ដីខ្សែជាទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យា ឬទស្សនវិជ្ជា?... ពិតមែនហើយ មិនចាំបាច់មើលខ្សែអក្សរ "ដោយភ្នែករបស់អ្នកផ្ទាល់" ទាល់តែសោះ។ អ្វីដែលត្រូវទាមទារដើម្បីបញ្ជាក់ទ្រឹស្ដីខ្សែគឺជាអ្វីផ្សេងទៀត - អ្វីដែលស្តាប់ទៅដូចជាការប្រឌិតបែបវិទ្យាសាស្ត្រ - ការបញ្ជាក់អំពីអត្ថិភាពនៃទំហំបន្ថែមនៃលំហ។
តើនេះនិយាយអំពីអ្វី? យើងទាំងអស់គ្នាមានទម្លាប់ប្រើទំហំបីនៃលំហ និងមួយពេល។ ប៉ុន្តែទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរព្យាករណ៍ពីវត្តមានរបស់ផ្សេងទៀត - បន្ថែម - វិមាត្រ។ ប៉ុន្តែសូមចាប់ផ្តើមតាមលំដាប់លំដោយ។
តាមពិតគំនិតនៃអត្ថិភាពនៃវិមាត្រផ្សេងទៀតបានកើតឡើងជិតមួយរយឆ្នាំមុន។ វាបានមកដល់ប្រធានគណិតវិទូអាល្លឺម៉ង់ដែលមិនស្គាល់ឈ្មោះ Theodor Kalutz ក្នុងឆ្នាំ 1919 ។ គាត់បានណែនាំពីលទ្ធភាពនៃវត្តមាននៅក្នុងសកលលោករបស់យើងនៃវិមាត្រមួយទៀតដែលយើងមើលមិនឃើញ។ Albert Einstein បានឮអំពីគំនិតនេះ ហើយដំបូងឡើយ គាត់ចូលចិត្តវាខ្លាំងណាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយក្រោយមកគាត់បានសង្ស័យពីភាពត្រឹមត្រូវរបស់វា ហើយបានពន្យារពេលការបោះពុម្ពផ្សាយរបស់ Kaluza ដល់ទៅពីរឆ្នាំ។ យ៉ាងណាក៏ដោយ ទីបំផុត អត្ថបទនេះនៅតែត្រូវបានបោះពុម្ព ហើយទំហំបន្ថែមបានក្លាយជាប្រភេទនៃចំណង់ចំណូលចិត្តចំពោះភាពប៉ិនប្រសប់នៃរូបវិទ្យា។
ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថា អែងស្តែងបានបង្ហាញថាទំនាញផែនដីគឺគ្មានអ្វីក្រៅពីការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃរង្វាស់ពេលវេលាលំហ។ Kaluza បានផ្តល់យោបល់ថា អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចក៏អាចជារលកផងដែរ។ ហេតុអ្វីបានជាយើងមិនឃើញវា? Kaluza បានរកឃើញចម្លើយចំពោះសំណួរនេះ - រលកនៃអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចអាចមាននៅក្នុងវិមាត្រលាក់កំបាំងបន្ថែម។ ប៉ុន្តែតើវានៅឯណា?
ចម្លើយចំពោះសំណួរនេះត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយរូបវិទូជនជាតិស៊ុយអែត Oscar Klein ដែលបានស្នើថាវិមាត្រទីប្រាំនៃ Kaluza ត្រូវបានកោងរាប់ពាន់លានដងច្រើនជាងទំហំអាតូមតែមួយ ដូច្នេះយើងមិនអាចមើលវាបានទេ។ គំនិតដែលថាវិមាត្រដ៏តូចនេះមាននៅជុំវិញយើង គឺជាបេះដូងនៃទ្រឹស្តីខ្សែ។
ទម្រង់មួយដែលបានស្នើឡើងនៃវិមាត្របង្វិលបន្ថែម។ នៅក្នុងទម្រង់ទាំងនេះនីមួយៗ ខ្សែមួយញ័រនិងផ្លាស់ទី - ធាតុសំខាន់នៃសាកលលោក។ រូបរាងនីមួយៗមានប្រាំមួយវិមាត្រ - យោងតាមចំនួននៃវិមាត្របន្ថែមចំនួនប្រាំមួយ / © Wikimedia Commons
ដប់វិមាត្រ
ប៉ុន្តែតាមពិត សមីការនៃទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរ មិនត្រូវការសូម្បីតែមួយ ប៉ុន្តែវិមាត្របន្ថែមចំនួនប្រាំមួយ (សរុបទៅ បួនដែលយើងស្គាល់ វាមាន 10 យ៉ាងពិតប្រាកដ)។ ពួកវាទាំងអស់មានរាងស្មុគ្រស្មាញ និងរមួលខ្លាំង។ ហើយអ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺតូចដែលមិនអាចនឹកស្មានដល់។
តើទំហំតូចទាំងនេះអាចមានឥទ្ធិពលលើពិភពលោកដ៏ធំរបស់យើងយ៉ាងដូចម្តេច? យោងទៅតាមទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរសម្រេចចិត្ត: សម្រាប់វាអ្វីគ្រប់យ៉ាងត្រូវបានកំណត់ដោយទម្រង់។ នៅពេលអ្នកលេងគ្រាប់ចុចផ្សេងគ្នានៅលើ Saxophone អ្នកទទួលបានសំឡេងខុសៗគ្នា។ នេះគឺដោយសារតែនៅពេលដែលអ្នកចុចគ្រាប់ចុចជាក់លាក់មួយ ឬបន្សំនៃគ្រាប់ចុច អ្នកផ្លាស់ប្តូររូបរាងនៃលំហនៅក្នុងឧបករណ៍តន្ត្រីដែលខ្យល់ចរាចរ។ ដោយសារតែនេះ, សំឡេងផ្សេងគ្នាត្រូវបានកើត។
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរណែនាំថា វិមាត្ររមួល និងរមួលបន្ថែមនៃលំហ បង្ហាញតាមរបៀបស្រដៀងគ្នា។ ទម្រង់នៃវិមាត្របន្ថែមទាំងនេះគឺស្មុគស្មាញ និងផ្លាស់ប្តូរ ហើយនីមួយៗបណ្តាលឱ្យខ្សែនៅខាងក្នុងវិមាត្របែបនេះញ័រក្នុងវិធីផ្សេងគ្នាយ៉ាងជាក់លាក់ ដោយសារតែទម្រង់របស់វា។ ជាឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើយើងសន្មត់ថា ខ្សែមួយញ័រនៅក្នុងពាងមួយ ហើយមួយទៀតនៅក្នុងស្នែងរាងកោង ទាំងនេះនឹងជាការរំញ័រខុសគ្នាទាំងស្រុង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរត្រូវជឿ ការពិត ទម្រង់នៃវិមាត្របន្ថែមមើលទៅស្មុគស្មាញជាងពាងទៅទៀត។
របៀបដែលពិភពលោកដំណើរការ
វិទ្យាសាស្រ្តសព្វថ្ងៃនេះដឹងពីសំណុំនៃលេខដែលជាចំនួនថេរជាមូលដ្ឋាននៃសកលលោក។ ពួកគេកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិ និងលក្ខណៈនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលនៅជុំវិញយើង។ ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងចំនោមអថេរបែបនេះ ការចោទប្រកាន់របស់អេឡិចត្រុង ថេរទំនាញ ល្បឿននៃពន្លឺក្នុងសុញ្ញកាស... ហើយប្រសិនបើយើងផ្លាស់ប្តូរលេខទាំងនេះសូម្បីតែចំនួនតិចតួចក៏ដោយ ផលវិបាកនឹងទៅជាមហន្តរាយ។ ឧបមាថាយើងបានបង្កើនកម្លាំងនៃអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ តើមានអ្វីកើតឡើង? ភ្លាមៗនោះ យើងអាចរកឃើញថា អ៊ីយ៉ុងកាន់តែច្រណែនពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរ ដែលធ្វើឲ្យផ្កាយភ្លឺ និងបញ្ចេញកំដៅបានបរាជ័យភ្លាមៗ។ តារាទាំងអស់នឹងចេញទៅក្រៅ។
ប៉ុន្តែចុះយ៉ាងណាចំពោះទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរជាមួយនឹងវិមាត្របន្ថែមរបស់វា? ការពិតគឺថាយោងទៅតាមវាវាគឺជាវិមាត្របន្ថែមដែលកំណត់តម្លៃពិតប្រាកដនៃថេរជាមូលដ្ឋាន។ ទម្រង់រង្វាស់មួយចំនួនបណ្តាលឱ្យខ្សែមួយញ័រនៅក្នុងវិធីជាក់លាក់មួយ ហើយផ្តល់ការកើនឡើងនូវអ្វីដែលយើងមើលឃើញថាជា photon ។ នៅក្នុងទម្រង់ផ្សេងទៀត ខ្សែរំញ័រខុសគ្នា ហើយបង្កើតបានជាអេឡិចត្រុង។ ពិតជាព្រះស្ថិតនៅក្នុង "រឿងតូចតាច" - វាគឺជាទម្រង់តូចៗទាំងនេះដែលកំណត់នូវភាពថេរជាមូលដ្ឋានទាំងអស់នៃពិភពលោកនេះ។
ទ្រឹស្តី superstring
នៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ទ្រឹស្ដីខ្សែរមានខ្យល់អាកាសដ៏មហិមា ប៉ុន្តែនៅក្នុងវិមាននោះ ភាពច្របូកច្របល់បានគ្រប់គ្រង។ ក្នុងរយៈពេលតែប៉ុន្មានឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរចំនួនប្រាំបានលេចចេញឡើង។ ហើយទោះបីជាពួកវានីមួយៗត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើខ្សែអក្សរ និងវិមាត្របន្ថែម (កំណែទាំងប្រាំត្រូវបានរួបរួមនៅក្នុងទ្រឹស្ដីទូទៅនៃ superstrings - NS) នៅក្នុងសេចក្ដីលម្អិតកំណែទាំងនេះខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំង។
ដូច្នេះ នៅក្នុងកំណែខ្លះ ខ្សែមានចុងចំហ ហើយខ្លះទៀតមើលទៅដូចជាចិញ្ចៀន។ ហើយនៅក្នុងកំណែមួយចំនួន ទ្រឹស្ដីនេះ ថែមទាំងមិនទាមទារ 10 ទេ ប៉ុន្តែមានរហូតដល់ 26 ការវាស់វែង។ ភាពផ្ទុយគ្នាគឺថាកំណែទាំងប្រាំសព្វថ្ងៃនេះអាចត្រូវបានគេហៅថាជាការពិតស្មើគ្នា។ ប៉ុន្តែ តើមួយណាពិតជាពិពណ៌នាអំពីសកលលោករបស់យើង? នេះគឺជាអាថ៌កំបាំងមួយទៀតនៃទ្រឹស្តីខ្សែ។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលអ្នករូបវិទ្យាជាច្រើនគ្រវីដៃម្តងទៀតចំពោះទ្រឹស្តី "ឆ្កួត" ។
ប៉ុន្តែបញ្ហាចម្បងនៃខ្សែ ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយគឺភាពមិនអាចទៅរួច (យ៉ាងហោចណាស់សម្រាប់ពេលនេះ) ដើម្បីបញ្ជាក់វត្តមានរបស់ពួកគេដោយពិសោធន៍។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រខ្លះនៅតែនិយាយថា នៅលើឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនជំនាន់ក្រោយ មានឱកាសតិចតួចបំផុត ប៉ុន្តែនៅតែមាន ឱកាសដើម្បីសាកល្បងសម្មតិកម្មនៃវិមាត្របន្ថែម។ ថ្វីបើភាគច្រើនប្រាកដណាស់ថាប្រសិនបើវាអាចទៅរួចនោះ អាឡាស់ វាមិនគួរកើតឡើងក្នុងពេលឆាប់ៗនេះទេ - យ៉ាងហោចណាស់ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍ ជាអតិបរមា - សូម្បីតែក្នុងរយៈពេលមួយរយឆ្នាំក៏ដោយ។
ទ្រឹស្តីនៃការពឹងផ្អែកតំណាងឱ្យសកលលោកថាជា "ផ្ទះល្វែង" ប៉ុន្តែមេកានិចកង់ទិចនិយាយថានៅកម្រិតមីក្រូមានចលនាគ្មានកំណត់ដែលពត់លំហ។ ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សររួមបញ្ចូលគ្នានូវគំនិតទាំងនេះ និងបង្ហាញពីមីក្រូភាគល្អិតដែលជាផលវិបាកនៃការរួបរួមនៃខ្សែតែមួយវិមាត្រស្តើងបំផុត ដែលនឹងមើលទៅដូចជាមីក្រូភាគល្អិតចំនុច ដូច្នេះហើយមិនអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយពិសោធន៍ទេ។
សម្មតិកម្មនេះអនុញ្ញាតឱ្យយើងស្រមៃមើលភាគល្អិតបឋមដែលបង្កើតបានជាអាតូមពីសរសៃអ៊ុលត្រាមីក្រូស្កុបដែលហៅថាខ្សែ។
លក្ខណៈសម្បត្តិទាំងអស់នៃភាគល្អិតបឋមត្រូវបានពន្យល់ដោយការរំញ័រនៃសរសៃដែលបង្កើតបានជាពួកវា។ សរសៃទាំងនេះអាចបង្កើតចំនួនរំញ័រគ្មានកំណត់។ ទ្រឹស្ដីនេះពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្រួបបង្រួមនៃគំនិតនៃមេកានិចកង់ទិច និងទ្រឹស្តីនៃទំនាក់ទំនង។ ប៉ុន្តែដោយសារតែវត្តមាននៃបញ្ហាជាច្រើនក្នុងការបញ្ជាក់ពីគំនិតដែលនៅពីក្រោមវា អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសម័យទំនើបភាគច្រើនជឿថាគំនិតដែលបានស្នើឡើងគឺគ្មានអ្វីក្រៅពីពាក្យប្រមាថធម្មតាបំផុត ឬនិយាយម្យ៉ាងទៀត ទ្រឹស្តីខ្សែសម្រាប់អត់ចេះសោះ ពោលគឺសម្រាប់មនុស្សទាំងស្រុង។ មិនដឹងពីវិទ្យាសាស្ត្រ និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃបរិស្ថាន។
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃសរសៃ ultramicroscopic
ដើម្បីយល់ពីខ្លឹមសាររបស់វា អ្នកអាចស្រមៃមើលខ្សែនៃឧបករណ៍ភ្លេង - ពួកគេអាចញ័រ ពត់ បត់បាន។ រឿងដដែលនេះកើតឡើងជាមួយខ្សែស្រឡាយទាំងនេះ ដែលបញ្ចេញរំញ័រជាក់លាក់ អន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមក បត់ចូលទៅក្នុងរង្វិលជុំ និងបង្កើតជាភាគល្អិតធំជាង (អេឡិចត្រុង ក្វាក) ម៉ាស់ដែលអាស្រ័យលើប្រេកង់រំញ័រនៃសរសៃ និងភាពតានតឹងរបស់វា - សូចនាករទាំងនេះ កំណត់ថាមពលនៃខ្សែ។ ថាមពលវិទ្យុសកម្មកាន់តែច្រើន ម៉ាស់នៃភាគល្អិតបឋមកាន់តែខ្ពស់។
ទ្រឹស្តីអតិផរណា និងខ្សែអក្សរ
យោងតាមសម្មតិកម្មអតិផរណា ចក្រវាឡត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែការពង្រីកទំហំតូច ទំហំនៃខ្សែអក្សរ (ប្រវែង Planck)។ នៅពេលដែលតំបន់នេះរីកធំឡើង អ្វីដែលហៅថាសរសៃអ៊ុលត្រាសោមក្រូស្កូបក៏លាតសន្ធឹងផងដែរ ឥឡូវនេះប្រវែងរបស់ពួកគេគឺសមស្របនឹងទំហំនៃសកលលោក។ ពួកវាធ្វើអន្តរកម្មជាមួយគ្នាតាមរបៀបដូចគ្នា ហើយបង្កើតរំញ័រ និងលំយោលដូចគ្នា។ វាមើលទៅដូចជាឥទ្ធិពលនៃកែវថតទំនាញដែលផលិតដោយពួកវា ដោយបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយកាំរស្មីនៃពន្លឺពីកាឡាក់ស៊ីឆ្ងាយ។ ហើយរំញ័របណ្តោយបង្កើតវិទ្យុសកម្មទំនាញ។
ការបរាជ័យផ្នែកគណិតវិទ្យា និងបញ្ហាផ្សេងៗទៀត
បញ្ហាមួយក្នុងចំណោមបញ្ហាគឺភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៃគណិតវិទ្យានៃទ្រឹស្តី - អ្នករូបវិទ្យាដែលសិក្សាវាមិនមានរូបមន្តគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីនាំវាទៅជាទម្រង់ពេញលេញនោះទេ។ ហើយទីពីរគឺថាទ្រឹស្តីនេះជឿថាមាន 10 វិមាត្រប៉ុន្តែយើងមានអារម្មណ៍ថាមានតែ 4 - កម្ពស់ទទឹងប្រវែងនិងពេលវេលា។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រណែនាំថា 6 ដែលនៅសេសសល់គឺស្ថិតក្នុងស្ថានភាពវិលវល់ ដែលវត្តមានរបស់វាមិនមានអារម្មណ៍ក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង។ ម្យ៉ាងវិញទៀត បញ្ហាមិនមែនជាលទ្ធភាពនៃការបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍នៃទ្រឹស្តីនេះទេ ប៉ុន្តែគ្មាននរណាម្នាក់អាចបដិសេធវាបានទេ។
តើអ្នកធ្លាប់គិតថាសកលលោកប្រៀបដូចជា cello ដែរឬទេ? ត្រូវហើយ វាមិនបានមកទេ។ ដោយសារតែសកលលោកមិនដូច cello ទេ។ ប៉ុន្តែនោះមិនមានន័យថានាងមិនមានខ្សែនោះទេ។ សូមនិយាយអំពីទ្រឹស្ដីខ្សែថ្ងៃនេះ។
ជាការពិតណាស់ ខ្សែនៃសាកលលោកគឺស្ទើរតែស្រដៀងនឹងខ្សែដែលយើងស្រមៃនោះទេ។ នៅក្នុងទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរ ពួកវាជាសរសៃអំបោះរំញ័រតូចមិនគួរឱ្យជឿនៃថាមពល។ ខ្សែស្រឡាយទាំងនេះគឺដូចជា "ក្រុមយឺត" តូចៗ ដែលអាចបត់បែន លាតសន្ធឹង និងរួញនៅគ្រប់មធ្យោបាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយទាំងអស់នេះមិនមានន័យថាបទភ្លេងនៃសកលលោកមិនអាច "លេង" លើពួកគេបានទេព្រោះយោងទៅតាមទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលមានគឺ "ខ្សែស្រឡាយ" ទាំងនេះ។
ជម្លោះរូបវិទ្យា
នៅពាក់កណ្តាលទីពីរនៃសតវត្សទី 19 វាហាក់ដូចជាអ្នករូបវិទ្យាថាគ្មានអ្វីធ្ងន់ធ្ងរអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្ររបស់ពួកគេទៀតទេ។ រូបវិទ្យាបុរាណបានជឿថាមិនមានបញ្ហាអ្វីធ្ងន់ធ្ងរនៅសេសសល់នៅក្នុងវាទេ ហើយរចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនៃពិភពលោកមើលទៅដូចជាម៉ាស៊ីនដែលបានកែតម្រូវយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ និងអាចទស្សន៍ទាយបាន។ បញ្ហាដូចធម្មតាបានកើតឡើងដោយសារតែមិនសមហេតុសមផល - មួយនៃ "ពពក" តូចមួយដែលនៅតែមាននៅក្នុងមេឃច្បាស់លាស់និងអាចយល់បាននៃវិទ្យាសាស្រ្ត។ ពោលគឺនៅពេលគណនាថាមពលវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង (រាងកាយសម្មតិកម្មដែលនៅសីតុណ្ហភាពណាមួយស្រូបយកទាំងស្រុងនូវឧប្បត្តិហេតុវិទ្យុសកម្មនៅលើវាដោយមិនគិតពីប្រវែងរលក - NS) ។
ការគណនាបានបង្ហាញថាថាមពលវិទ្យុសកម្មសរុបនៃរាងកាយខ្មៅណាមួយគួរតែមានទំហំធំគ្មានកំណត់។ ដើម្បីជៀសវាងភាពមិនសមហេតុផលជាក់ស្តែងនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ Max Planck បានស្នើនៅឆ្នាំ 1900 ថា ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ កាំរស្មី X និងរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកផ្សេងទៀតអាចត្រូវបានបញ្ចេញដោយផ្នែកជាក់លាក់នៃថាមពលដែលគាត់ហៅថា quanta ។ ដោយមានជំនួយរបស់ពួកគេវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាពិសេសនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលវិបាកនៃសម្មតិកម្ម quantum សម្រាប់ការកំណត់មិនទាន់ដឹងនៅឡើយនៅពេលនោះ។ រហូតមកដល់ឆ្នាំ 1926 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ម្នាក់ទៀតគឺលោក Werner Heisenberg បានបង្កើតគោលការណ៍មិនច្បាស់លាស់ដ៏ល្បីល្បាញ។
ខ្លឹមសាររបស់វាពុះកញ្ជ្រោលទៅនឹងការពិតដែលថា ផ្ទុយទៅនឹងសេចក្តីថ្លែងការណ៍ទាំងអស់ដែលមានពីមុនមក ធម្មជាតិកំណត់សមត្ថភាពរបស់យើងក្នុងការទស្សន៍ទាយអនាគតដោយផ្អែកលើច្បាប់រូបវន្ត។ ជាការពិតណាស់ នេះគឺអំពីអនាគត និងបច្ចុប្បន្ននៃភាគល្អិត subatomic ។ វាបានប្រែក្លាយថាពួកគេមានឥរិយាបទខុសពីអ្វីៗផ្សេងទៀតនៅក្នុង macrocosm ដែលនៅជុំវិញយើងធ្វើ។ នៅកម្រិត subatomic ក្រណាត់នៃលំហក្លាយជាមិនស្មើគ្នានិងវឹកវរ។ ពិភពនៃភាគល្អិតតូចៗមានភាពច្របូកច្របល់ និងមិនអាចយល់បាន ដែលវាផ្ទុយនឹងសុភវិនិច្ឆ័យ។ លំហ និងពេលវេលាគឺមានភាពបត់បែន និងជាប់ទាក់ទងគ្នានៅក្នុងវា ដែលមិនមានគោលគំនិតធម្មតានៃឆ្វេង និងស្តាំ ឡើងលើ និងចុះក្រោម និងសូម្បីតែមុន និងក្រោយ។
មិនមានវិធីដើម្បីបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់ថា ត្រង់ចំណុចណាមួយក្នុងលំហនេះ ឬភាគល្អិតនោះស្ថិតនៅក្នុងពេលណាមួយនោះទេ ហើយតើអ្វីជាពេលនៃសន្ទុះរបស់វា។ មានប្រូបាប៊ីលីតេជាក់លាក់នៃការស្វែងរកភាគល្អិតនៅក្នុងតំបន់ជាច្រើននៃពេលវេលាអវកាស។ ភាគល្អិតនៅកម្រិតអាតូមិចហាក់ដូចជាត្រូវបាន "លាប" លើលំហ។ មិនត្រឹមតែប៉ុណ្ណោះ "ស្ថានភាព" នៃភាគល្អិតខ្លួនឯងមិនត្រូវបានកំណត់ទេ: ក្នុងករណីខ្លះពួកគេមានឥរិយាបទដូចរលក ហើយខ្លះទៀតពួកគេបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិត។ នេះជាអ្វីដែលអ្នករូបវិទ្យាហៅថា រលកភាគល្អិតទ្វេនៃមេកានិចកង់ទិច។
កម្រិតរចនាសម្ព័ន្ធពិភពលោក៖ 1. កម្រិតម៉ាក្រូស្កូប - រូបធាតុ 2. កម្រិតម៉ូលេគុល 3. កម្រិតអាតូមិក - ប្រូតុង នឺត្រុង និងអេឡិចត្រុង 4. កម្រិត Subatomic - អេឡិចត្រុង 5. កម្រិត Subatomic - quarks 6. កម្រិតខ្សែអក្សរ
នៅក្នុងទ្រឹស្តីទូទៅនៃទំនាក់ទំនង ដូចជានៅក្នុងរដ្ឋដែលមានច្បាប់ផ្ទុយគ្នា អ្វីៗមានភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋាន។ លំហហាក់ដូចជាដូចជា trampoline - ក្រណាត់រលោងដែលអាចពត់និងលាតសន្ធឹងដោយវត្ថុដែលមានម៉ាស។ ពួកគេបង្កើតការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃពេលវេលាអវកាស - អ្វីដែលយើងជួបប្រទះជាទំនាញផែនដី។ មិនចាំបាច់និយាយទេ ទ្រឹស្ដីទូទៅនៃការទាក់ទងគ្នាដែលស្របគ្នា ត្រឹមត្រូវ និងអាចព្យាករណ៍បានគឺស្ថិតនៅក្នុងជម្លោះដែលមិនអាចដោះស្រាយបានជាមួយ "អ្នកបោកបញ្ឆោត" - មេកានិចកង់ទិច ហើយជាលទ្ធផល ម៉ាក្រូកូសមិនអាច "ផ្សះផ្សា" ជាមួយមីក្រូកូសបានទេ។ នេះគឺជាកន្លែងដែលទ្រឹស្តីខ្សែចូលមក។
2D Universe។ E8 ក្រាហ្វ polyhedron ទ្រឹស្តីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរបង្កប់នូវក្តីសុបិនរបស់អ្នករូបវិទ្យាទាំងអស់ដើម្បីបង្រួបបង្រួមទំនាក់ទំនងទូទៅដែលផ្ទុយគ្នាជាមូលដ្ឋានពីរ និងមេកានិចកង់ទិច ដែលជាសុបិនមួយបានលងបន្លាច "ហ្គីបសី និងអសុរកាយ" ដ៏អស្ចារ្យបំផុតរបស់ Albert Einstein រហូតដល់ចុងបញ្ចប់នៃថ្ងៃរបស់គាត់។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនជឿថា អ្វីគ្រប់យ៉ាងចាប់ពីការរាំដ៏ប្រណិតនៃកាឡាក់ស៊ី រហូតដល់ការរាំដ៏រំភើបនៃភាគល្អិតអាតូមិក ទីបំផុតអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយគោលការណ៍រូបវន្តមូលដ្ឋានតែមួយប៉ុណ្ណោះ។ ប្រហែលជាសូម្បីតែច្បាប់តែមួយដែលរួមបញ្ចូលគ្នានូវគ្រប់ប្រភេទនៃថាមពល ភាគល្អិត និងអន្តរកម្មនៅក្នុងរូបមន្តឆើតឆាយមួយចំនួន។
ទំនាក់ទំនងទូទៅពិពណ៌នាអំពីកម្លាំងដ៏ល្បីល្បាញបំផុតមួយនៅក្នុងសកលលោក - ទំនាញផែនដី។ មេកានិច Quantum ពិពណ៌នាអំពីកម្លាំងបីផ្សេងទៀត៖ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរដ៏ខ្លាំង ដែលជាប់នឹងប្រូតុង និងនឺត្រុងរួមគ្នាក្នុងអាតូម អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច និងកម្លាំងខ្សោយ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការពុកផុយនៃវិទ្យុសកម្ម។ ព្រឹត្តិការណ៍ណាមួយនៅក្នុងសកលលោក ចាប់ពីអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមមួយ រហូតដល់កំណើតនៃផ្កាយមួយ ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយអន្តរកម្មនៃរូបធាតុ តាមរយៈកម្លាំងទាំងបួននេះ។
ដោយមានជំនួយពីគណិតវិទ្យាស្មុគ្រស្មាញ វាអាចបង្ហាញថាអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច និងខ្សោយមានលក្ខណៈធម្មតា ដោយរួមបញ្ចូលគ្នាពួកវាទៅជាអេឡិចត្រូតតែមួយ។ បនា្ទាប់មក អន្តរកម្មនុយក្លេអែរដ៏រឹងមាំត្រូវបានបន្ថែមទៅពួកគេ ប៉ុន្តែទំនាញផែនដីមិនចូលរួមជាមួយពួកគេតាមមធ្យោបាយណាមួយឡើយ។ ទ្រឹស្ដីខ្សែគឺជាបេក្ខភាពដ៏ធ្ងន់ធ្ងរបំផុតមួយសម្រាប់ការភ្ជាប់កម្លាំងទាំងបួន ហើយដូច្នេះ ការទទួលយកបាតុភូតទាំងអស់នៅក្នុងសកលលោក វាមិនមែនដោយគ្មានហេតុផលនោះទេ ដែលវាត្រូវបានគេហៅថា "ទ្រឹស្តីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង" ផងដែរ។
នៅដើមដំបូងមានទេវកថាមួយ។
រហូតមកដល់ពេលនេះ មិនមែនអ្នករូបវិទ្យាទាំងអស់មានការសាទរចំពោះទ្រឹស្ដីខ្សែនោះទេ។ ហើយនៅពេលព្រឹកព្រលឹមនៃរូបរាងរបស់វា វាហាក់បីដូចជានៅឆ្ងាយពីការពិតគ្មានទីបញ្ចប់។ កំណើតរបស់នាងគឺជារឿងព្រេង។
ក្រាហ្វនៃអនុគមន៍អយល័របេតាជាមួយនឹងអាគុយម៉ង់ពិតប្រាកដ
នៅចុងទស្សវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 រូបវិទូជនជាតិអ៊ីតាលីវ័យក្មេងម្នាក់ឈ្មោះ Gabriele Veneziano កំពុងស្វែងរកសមីការដែលអាចពន្យល់ពីកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរដ៏រឹងមាំ ដែលជា "កាវ" ដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតដែលផ្ទុកស្នូលនៃអាតូមរួមគ្នាដោយការចងប្រូតុង និងនឺត្រុងជាមួយគ្នា។ យោងទៅតាមរឿងព្រេង គាត់ធ្លាប់បានជំពប់ដួលលើសៀវភៅប្រវតិ្តសាស្រ្តគណិតវិទ្យា ដែលក្នុងនោះគាត់បានរកឃើញមុខងារដែលមានអាយុកាល 200 ឆ្នាំដំបូងដែលត្រូវបានកត់ត្រាដោយគណិតវិទូជនជាតិស្វីស Leonhard Euler ។ ស្រមៃមើលការភ្ញាក់ផ្អើលរបស់ Veneziano នៅពេលដែលគាត់បានរកឃើញថាមុខងារអយល័រដែលអស់រយៈពេលជាយូរត្រូវបានចាត់ទុកថាគ្មានអ្វីក្រៅពីការចង់ដឹងចង់ឃើញតាមគណិតវិទ្យាពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មដ៏រឹងមាំនេះ។
តើវាពិតជាយ៉ាងណា? រូបមន្តនេះគឺប្រហែលជាលទ្ធផលនៃការងារដ៏យូរឆ្នាំរបស់ Veneziano ហើយករណីនេះគ្រាន់តែជួយឱ្យបោះជំហានដំបូងឆ្ពោះទៅរកការរកឃើញទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរប៉ុណ្ណោះ។ មុខងារអយល័រ ដែលបានពន្យល់ដោយអព្ភូតហេតុអំពីកម្លាំងខ្លាំង បានរកឃើញជីវិតថ្មី។
នៅទីបំផុត វាបានទាក់ទាញភ្នែកអ្នកទ្រឹស្តីរូបវិទ្យាវ័យក្មេងជនជាតិអាមេរិកម្នាក់ឈ្មោះ Leonard Susskind ដែលឃើញថារូបមន្តនេះបានពិពណ៌នាជាចម្បងនូវភាគល្អិតដែលមិនមានរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុង ហើយអាចញ័របាន។ ភាគល្អិតទាំងនេះមានឥរិយាបទដូចដែលពួកវាមិនអាចគ្រាន់តែជាភាគល្អិតចំនុចនោះទេ។ Susskind យល់ - រូបមន្តពិពណ៌នាអំពីខ្សែស្រឡាយដែលដូចជាក្រុមយឺត។ នាងមិនត្រឹមតែអាចលាតនិងរួញប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងញ័រផង ញ័រផង។ បន្ទាប់ពីបានពិពណ៌នាអំពីការរកឃើញរបស់គាត់ Susskind បានណែនាំពីគំនិតបដិវត្តន៍នៃខ្សែអក្សរ។
ជាអកុសល ភាគច្រើនលើសលប់នៃសហការីរបស់គាត់បានទទួលទ្រឹស្ដីនេះយ៉ាងត្រជាក់។
គំរូស្តង់ដារ
នៅពេលនោះ វិទ្យាសាស្ត្រទូទៅតំណាងឱ្យភាគល្អិតជាចំណុច មិនមែនខ្សែអក្សរទេ។ អស់ជាច្រើនឆ្នាំមកនេះ អ្នករូបវិទ្យាបាននឹងកំពុងស៊ើបអង្កេតឥរិយាបថនៃភាគល្អិត subatomic ដោយបុកពួកវាក្នុងល្បឿនលឿន និងសិក្សាពីផលវិបាកនៃការប៉ះទង្គិចទាំងនេះ។ វាបានប្រែក្លាយថាចក្រវាឡគឺសម្បូរបែបជាងអ្វីដែលអាចស្រមៃបាន។ វាគឺជា "ការផ្ទុះចំនួនប្រជាជន" ពិតប្រាកដនៃភាគល្អិតបឋម។ និស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សានៃសាកលវិទ្យាល័យរូបវិទ្យាបានរត់កាត់ច្រករបៀងដោយស្រែកថាពួកគេបានរកឃើញភាគល្អិតថ្មីមួយ - មិនមានអក្សរគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់កំណត់វាទេ។ ប៉ុន្តែជាអកុសលនៅក្នុង "មន្ទីរពេទ្យសម្ភព" នៃភាគល្អិតថ្មីអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនអាចរកចម្លើយចំពោះសំណួរបានទេ - ហេតុអ្វីបានជាមានពួកគេច្រើនហើយតើពួកគេមកពីណា?
នេះបានជំរុញឱ្យអ្នករូបវិទ្យាធ្វើការទស្សន៍ទាយមិនធម្មតា និងគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល ពួកគេបានដឹងថា កម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពនៅក្នុងធម្មជាតិក៏អាចពន្យល់បានដោយប្រើភាគល្អិតផងដែរ។ នោះគឺមានភាគល្អិតនៃរូបធាតុ ហើយមានភាគល្អិត-អ្នកបញ្ជូនអន្តរកម្ម។ ឧទាហរណ៍ដូចជា ហ្វូតុន - ភាគល្អិតនៃពន្លឺ។ ភាគល្អិតនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនទាំងនេះកាន់តែច្រើន - ហ្វូតុនដូចគ្នាដែលផ្លាស់ប្តូរភាគល្អិត ពន្លឺកាន់តែភ្លឺ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានទស្សន៍ទាយថា ការផ្លាស់ប្តូរពិសេសនៃភាគល្អិតដឹកជញ្ជូននេះគឺគ្មានអ្វីលើសពីអ្វីដែលយើងយល់ថាជាកម្លាំងនោះទេ។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍។ ដូច្នេះអ្នករូបវិទ្យាបានខិតទៅជិតសុបិនរបស់ Einstein ក្នុងការរួមកម្លាំង។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជឿថា ប្រសិនបើយើងឆ្ពោះទៅមុខភ្លាមៗបន្ទាប់ពី Big Bang នៅពេលដែលសកលលោកកាន់តែក្តៅរាប់លានដឺក្រេ ភាគល្អិតដែលផ្ទុកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច និងកម្លាំងខ្សោយនឹងក្លាយទៅជាមិនអាចបែងចែកបាន ហើយរួមផ្សំទៅជាកម្លាំងតែមួយហៅថា electroweak។ ហើយប្រសិនបើយើងត្រឡប់ទៅក្នុងពេលវេលាកាន់តែយូរទៅទៀត នោះអន្តរកម្មរបស់ electroweak នឹងរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងកម្លាំងខ្លាំងមួយទៅជា "superforce" សរុបមួយ។
ទោះបីជាការពិតដែលថាអ្វីៗទាំងអស់នេះនៅតែរង់ចាំការបញ្ជាក់ក៏ដោយក៏មេកានិចកង់ទិចភ្លាមៗបានពន្យល់ពីរបៀបដែលកងកម្លាំងបីក្នុងចំណោមកម្លាំងទាំងបួនមានអន្តរកម្មនៅកម្រិតអាតូមិច។ ហើយនាងបានពន្យល់វាយ៉ាងស្អាត និងជាប់លាប់។ រូបភាពនៃអន្តរកម្មដែលចុះសម្រុងគ្នានេះ នៅទីបញ្ចប់ត្រូវបានគេហៅថា គំរូស្តង់ដារ។ ប៉ុន្តែ alas សូម្បីតែនៅក្នុងទ្រឹស្តីដ៏ល្អឥតខ្ចោះនេះមានបញ្ហាធំមួយ - វាមិនរាប់បញ្ចូលកម្លាំងដ៏ល្បីល្បាញបំផុតនៃកម្រិតម៉ាក្រូ - ទំនាញផែនដី។
អន្តរកម្មរវាងភាគល្អិតផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងគំរូស្តង់ដារ
ក្រាវីតុន
សម្រាប់ទ្រឹស្ដីខ្សែដែលមិនមានពេលវេលាដើម្បី "រីក" "រដូវស្លឹកឈើជ្រុះ" បានមកដល់វាមានបញ្ហាច្រើនពេកពីកំណើតរបស់វា។ ជាឧទាហរណ៍ ការគណនានៃទ្រឹស្ដីបានព្យាករណ៍ពីអត្ថិភាពនៃភាគល្អិត ដែលតាមដែលវាត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងជាក់លាក់ភ្លាមៗនោះ មិនមានទេ។ នេះគឺជាអ្វីដែលគេហៅថា tachyon - ភាគល្អិតដែលផ្លាស់ទីលឿនជាងពន្លឺនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ ក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀត វាបានប្រែក្លាយថាទ្រឹស្ដីតម្រូវឱ្យមានទំហំដល់ទៅ 10 ។ វាមិនគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលទេដែលថានេះគឺជាការអាម៉ាស់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់អ្នករូបវិទ្យាព្រោះវាច្បាស់ជាងអ្វីដែលយើងឃើញ។
នៅឆ្នាំ 1973 មានតែអ្នករូបវិទ្យាវ័យក្មេងមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះដែលនៅតែតស៊ូជាមួយអាថ៌កំបាំងនៃទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ។ ម្នាក់ក្នុងចំនោមពួកគេគឺជាអ្នករូបវិទ្យាទ្រឹស្ដីអាមេរិក John Schwartz ។ អស់រយៈពេល 4 ឆ្នាំ Schwartz បានព្យាយាមទប់ទល់នឹងសមីការដ៏រសើប ប៉ុន្តែមិនបានផលអ្វីឡើយ។ ក្នុងចំណោមបញ្ហាផ្សេងទៀត សមីការមួយក្នុងចំណោមសមីការទាំងនេះបានពិពណ៌នាដោយរឹងរូសអំពីភាគល្អិតអាថ៌កំបាំងដែលមិនមានម៉ាស ហើយមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិ។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានសម្រេចចិត្តបោះបង់ចោលជំនួញដ៏មហន្តរាយរបស់គាត់រួចហើយ ហើយបន្ទាប់មកវាបានភ្លឺឡើងលើគាត់ - ប្រហែលជាសមីការនៃទ្រឹស្ដីខ្សែពណ៌នាក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀត ទំនាញ? ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនេះបង្កប់ន័យការពិនិត្យឡើងវិញនៃវិមាត្រនៃ "វីរបុរស" នៃទ្រឹស្តី - ខ្សែអក្សរ។ ដោយសន្មតថាខ្សែអក្សរមានទំហំតូចជាងអាតូមរាប់ពាន់លានដង "ខ្សែអក្សរ" បានប្រែក្លាយកំហុសនៃទ្រឹស្តីទៅជាគុណធម៌របស់វា។ ភាគល្អិតអាថ៌កំបាំងដែលលោក John Schwartz បានព្យាយាមកម្ចាត់ចោលយ៉ាងខ្ជាប់ខ្ជួន ឥឡូវនេះបានដើរតួជា graviton ដែលជាភាគល្អិតដែលត្រូវបានគេស្រាវជ្រាវអស់រយៈពេលជាយូរ ហើយដែលអាចឱ្យទំនាញផែនដីត្រូវបានផ្ទេរទៅកម្រិត Quantum ។ នេះជារបៀបដែលទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរបានបន្ថែមទំនាញទៅនឹងរូបផ្គុំ ដែលបាត់ពីគំរូស្តង់ដារ។ ប៉ុន្តែទោះបីជាសហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រក៏មិនមានប្រតិកម្មចំពោះការរកឃើញនេះដែរ។ ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរនៅតែស្ថិតនៅលើគែមនៃការរស់រានមានជីវិត។ ប៉ុន្តែនេះមិនបានបញ្ឈប់ Schwartz ទេ។ មានតែអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រម្នាក់ប៉ុណ្ណោះដែលសុខចិត្តប្រថុយនឹងអាជីពរបស់គាត់សម្រាប់ជាប្រយោជន៍នៃខ្សែអាថ៌កំបាំងចង់ចូលរួមការស្វែងរករបស់គាត់ - Michael Green ។
តុក្កតាដាក់សំបុក Subatomic
ទោះបីជាមានអ្វីគ្រប់យ៉ាងក៏ដោយ នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ទ្រឹស្ដីខ្សែនៅតែមានភាពផ្ទុយគ្នាដែលមិនអាចដោះស្រាយបាន ដែលត្រូវបានគេស្គាល់នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រថាជាភាពមិនប្រក្រតី។ Schwartz និង Green បានកំណត់អំពីការលុបបំបាត់ពួកគេ។ ហើយការខិតខំប្រឹងប្រែងរបស់ពួកគេគឺមិនឥតប្រយោជន៍ទេ: អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានគ្រប់គ្រងដើម្បីលុបបំបាត់ភាពផ្ទុយគ្នាមួយចំនួននៃទ្រឹស្តី។ ស្រមៃមើលភាពភ្ញាក់ផ្អើលនៃអ្នកទាំងពីរនេះ ដែលធ្លាប់ស្គាល់រួចមកហើយចំពោះការពិតដែលថាទ្រឹស្ដីរបស់ពួកគេត្រូវបានគេមិនអើពើ នៅពេលដែលប្រតិកម្មរបស់សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្របានបំផ្ទុះពិភពលោកវិទ្យាសាស្ត្រ។ ក្នុងរយៈពេលតិចជាងមួយឆ្នាំ ចំនួនអ្នកទ្រឹស្តីខ្សែបានកើនឡើងដល់រាប់រយ។ ពេលនោះហើយដែលទ្រឹស្ដីខ្សែត្រូវបានគេផ្តល់ងារជាទ្រឹស្ដីនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាង។ ទ្រឹស្ដីថ្មីនេះហាក់ដូចជាមានសមត្ថភាពក្នុងការពិពណ៌នាអំពីសមាសធាតុទាំងអស់នៃសកលលោក។ ហើយនេះគឺជាគ្រឿងផ្សំ។
ដូចយើងដឹងស្រាប់ហើយ អាតូមនីមួយៗមានភាគល្អិតតូចជាង - អេឡិចត្រុង ដែលរង្វង់ជុំវិញស្នូល ដែលមានប្រូតុង និងនឺត្រុង។ នៅក្នុងវេន ប្រូតុង និងនឺត្រុង ត្រូវបានបង្កើតឡើងពីភាគល្អិតតូចៗ ដែលហៅថា quark ។ ប៉ុន្តែទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរនិយាយថាវាមិនបញ្ចប់ដោយ quarks ទេ។ Quarks ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសរសៃពស់តូចៗនៃថាមពលដែលស្រដៀងនឹងខ្សែ។ ខ្សែនីមួយៗនៃខ្សែទាំងនេះគឺតូចមិននឹកស្មានដល់។
តូចណាស់បើអាតូមត្រូវបានពង្រីកដល់ទំហំប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យ ខ្សែនឹងមានទំហំប៉ុនដើមឈើ។ ដូចជាការរំញ័រផ្សេងៗនៃខ្សែអក្សរ cello បង្កើតនូវអ្វីដែលយើងឮ ដូចជាកំណត់ចំណាំតន្ត្រីផ្សេងៗ វិធីផ្សេងគ្នា (របៀប) នៃការរំញ័រខ្សែអក្សរផ្តល់ឱ្យភាគល្អិតនូវលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់ពួកគេ ដូចជាម៉ាស់ ការសាកថ្មជាដើម។ តើអ្នកដឹងទេថា ប្រូតុងនៅចុងក្រចករបស់អ្នកខុសគ្នាយ៉ាងណាពី graviton ដែលមិនទាន់ត្រូវបានរកឃើញ? គ្រាន់តែសំណុំនៃខ្សែតូចដែលធ្វើឱ្យពួកគេឡើងនិងរបៀបដែលខ្សែទាំងនោះញ័រ។
ជាការពិតណាស់ អ្វីៗទាំងអស់នេះគឺអស្ចារ្យជាង។ តាំងពីសម័យក្រិកបុរាណមក អ្នករូបវិទ្យាបានស៊ាំនឹងការពិតដែលថាអ្វីគ្រប់យ៉ាងក្នុងលោកនេះមានអ្វីមួយដូចជាបាល់ ដុំតូចៗ។ ហើយឥឡូវនេះ ដោយមិនមានពេលវេលាដើម្បីស៊ាំនឹងអាកប្បកិរិយាមិនសមហេតុផលនៃបាល់ទាំងនេះ ដែលកើតឡើងពីមេកានិចកង់ទិច ពួកគេត្រូវបានអញ្ជើញឱ្យចាកចេញពីគំរូទាំងស្រុង ហើយដំណើរការជាមួយនឹងប្រភេទនៃការកាត់ស្ប៉ាហ្គាទីមួយចំនួន...
វិមាត្រទីប្រាំ
ទោះបីជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនហៅទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរថាជាជ័យជំនះនៃគណិតវិទ្យាក៏ដោយ ក៏បញ្ហាមួយចំនួននៅតែមាន - ជាពិសេសគឺការខ្វះខាតឱកាសណាមួយដើម្បីសាកល្បងវាដោយពិសោធន៍នាពេលខាងមុខ។ មិនមានឧបករណ៍តែមួយនៅក្នុងពិភពលោកនោះទេ ទាំងដែលមានស្រាប់ ឬមានសមត្ថភាពបង្ហាញក្នុងទស្សនៈ គឺមិនអាច "មើលឃើញ" ខ្សែអក្សរបានទេ។ ដូច្នេះហើយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រខ្លះ ថែមទាំងសួរសំណួរថា តើទ្រឹស្ដីខ្សែជាទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យា ឬទស្សនវិជ្ជា?... ពិតមែនហើយ មិនចាំបាច់មើលខ្សែអក្សរ "ដោយភ្នែករបស់អ្នកផ្ទាល់" ទាល់តែសោះ។ អ្វីដែលត្រូវទាមទារដើម្បីបញ្ជាក់ទ្រឹស្ដីខ្សែគឺជាអ្វីផ្សេងទៀត - អ្វីដែលស្តាប់ទៅដូចជាការប្រឌិតបែបវិទ្យាសាស្ត្រ - ការបញ្ជាក់អំពីអត្ថិភាពនៃទំហំបន្ថែមនៃលំហ។
តើនេះនិយាយអំពីអ្វី? យើងទាំងអស់គ្នាមានទម្លាប់ប្រើទំហំបីនៃលំហ និងមួយពេល។ ប៉ុន្តែទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរព្យាករណ៍ពីវត្តមានរបស់ផ្សេងទៀត - បន្ថែម - វិមាត្រ។ ប៉ុន្តែសូមចាប់ផ្តើមតាមលំដាប់លំដោយ។
តាមពិតគំនិតនៃអត្ថិភាពនៃវិមាត្រផ្សេងទៀតបានកើតឡើងជិតមួយរយឆ្នាំមុន។ វាបានមកដល់ប្រធានគណិតវិទូអាល្លឺម៉ង់ដែលមិនស្គាល់ឈ្មោះ Theodor Kalutz ក្នុងឆ្នាំ 1919 ។ គាត់បានណែនាំពីលទ្ធភាពនៃវត្តមាននៅក្នុងសកលលោករបស់យើងនៃវិមាត្រមួយទៀតដែលយើងមើលមិនឃើញ។ Albert Einstein បានឮអំពីគំនិតនេះ ហើយដំបូងឡើយ គាត់ចូលចិត្តវាខ្លាំងណាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយក្រោយមកគាត់បានសង្ស័យពីភាពត្រឹមត្រូវរបស់វា ហើយបានពន្យារពេលការបោះពុម្ពផ្សាយរបស់ Kaluza ដល់ទៅពីរឆ្នាំ។ យ៉ាងណាក៏ដោយ ទីបំផុត អត្ថបទនេះនៅតែត្រូវបានបោះពុម្ព ហើយទំហំបន្ថែមបានក្លាយជាប្រភេទនៃចំណង់ចំណូលចិត្តចំពោះភាពប៉ិនប្រសប់នៃរូបវិទ្យា។
ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថា អែងស្តែងបានបង្ហាញថាទំនាញផែនដីគឺគ្មានអ្វីក្រៅពីការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃរង្វាស់ពេលវេលាលំហ។ Kaluza បានផ្តល់យោបល់ថា អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចក៏អាចជារលកផងដែរ។ ហេតុអ្វីបានជាយើងមិនឃើញវា? Kaluza បានរកឃើញចម្លើយចំពោះសំណួរនេះ - រលកនៃអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចអាចមាននៅក្នុងវិមាត្រលាក់កំបាំងបន្ថែម។ ប៉ុន្តែតើវានៅឯណា?
ចម្លើយចំពោះសំណួរនេះត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយរូបវិទូជនជាតិស៊ុយអែត Oscar Klein ដែលបានស្នើថាវិមាត្រទីប្រាំនៃ Kaluza ត្រូវបានកោងរាប់ពាន់លានដងច្រើនជាងទំហំអាតូមតែមួយ ដូច្នេះយើងមិនអាចមើលវាបានទេ។ គំនិតដែលថាវិមាត្រដ៏តូចនេះមាននៅជុំវិញយើង គឺជាបេះដូងនៃទ្រឹស្តីខ្សែ។
ទម្រង់មួយដែលបានស្នើឡើងនៃវិមាត្របង្វិលបន្ថែម។ នៅក្នុងទម្រង់ទាំងនេះនីមួយៗ ខ្សែមួយញ័រនិងផ្លាស់ទី - ធាតុសំខាន់នៃសាកលលោក។ រូបរាងនីមួយៗមានប្រាំមួយវិមាត្រ - យោងទៅតាមចំនួនវិមាត្របន្ថែមចំនួនប្រាំមួយ។
ដប់វិមាត្រ
ប៉ុន្តែតាមពិត សមីការនៃទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរ មិនត្រូវការសូម្បីតែមួយ ប៉ុន្តែវិមាត្របន្ថែមចំនួនប្រាំមួយ (សរុបទៅ បួនដែលយើងស្គាល់ វាមាន 10 យ៉ាងពិតប្រាកដ)។ ពួកវាទាំងអស់មានរាងស្មុគ្រស្មាញ និងរមួលខ្លាំង។ ហើយអ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺតូចដែលមិនអាចនឹកស្មានដល់។
តើទំហំតូចទាំងនេះអាចមានឥទ្ធិពលលើពិភពលោកដ៏ធំរបស់យើងយ៉ាងដូចម្តេច? យោងទៅតាមទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរសម្រេចចិត្ត: សម្រាប់វាអ្វីគ្រប់យ៉ាងត្រូវបានកំណត់ដោយទម្រង់។ នៅពេលអ្នកលេងគ្រាប់ចុចផ្សេងគ្នានៅលើ Saxophone អ្នកទទួលបានសំឡេងខុសៗគ្នា។ នេះគឺដោយសារតែនៅពេលដែលអ្នកចុចគ្រាប់ចុចជាក់លាក់មួយ ឬបន្សំនៃគ្រាប់ចុច អ្នកផ្លាស់ប្តូររូបរាងនៃលំហនៅក្នុងឧបករណ៍តន្ត្រីដែលខ្យល់ចរាចរ។ ដោយសារតែនេះ, សំឡេងផ្សេងគ្នាត្រូវបានកើត។
ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរណែនាំថា វិមាត្ររមួល និងរមួលបន្ថែមនៃលំហ បង្ហាញតាមរបៀបស្រដៀងគ្នា។ ទម្រង់នៃវិមាត្របន្ថែមទាំងនេះគឺស្មុគស្មាញ និងផ្លាស់ប្តូរ ហើយនីមួយៗបណ្តាលឱ្យខ្សែនៅខាងក្នុងវិមាត្របែបនេះញ័រក្នុងវិធីផ្សេងគ្នាយ៉ាងជាក់លាក់ ដោយសារតែទម្រង់របស់វា។ ជាឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើយើងសន្មត់ថា ខ្សែមួយញ័រនៅក្នុងពាងមួយ ហើយមួយទៀតនៅក្នុងស្នែងរាងកោង ទាំងនេះនឹងជាការរំញ័រខុសគ្នាទាំងស្រុង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរត្រូវជឿ ការពិត ទម្រង់នៃវិមាត្របន្ថែមមើលទៅស្មុគស្មាញជាងពាងទៅទៀត។
របៀបដែលពិភពលោកដំណើរការ
វិទ្យាសាស្រ្តសព្វថ្ងៃនេះដឹងពីសំណុំនៃលេខដែលជាចំនួនថេរជាមូលដ្ឋាននៃសកលលោក។ ពួកគេកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិ និងលក្ខណៈនៃអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលនៅជុំវិញយើង។ ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងចំនោមអថេរបែបនេះ ការចោទប្រកាន់របស់អេឡិចត្រុង ថេរទំនាញ ល្បឿននៃពន្លឺក្នុងសុញ្ញកាស... ហើយប្រសិនបើយើងផ្លាស់ប្តូរលេខទាំងនេះសូម្បីតែចំនួនតិចតួចក៏ដោយ ផលវិបាកនឹងទៅជាមហន្តរាយ។ ឧបមាថាយើងបានបង្កើនកម្លាំងនៃអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ តើមានអ្វីកើតឡើង? ភ្លាមៗនោះ យើងអាចរកឃើញថា អ៊ីយ៉ុងកាន់តែច្រណែនពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរ ដែលធ្វើឲ្យផ្កាយភ្លឺ និងបញ្ចេញកំដៅបានបរាជ័យភ្លាមៗ។ តារាទាំងអស់នឹងចេញទៅក្រៅ។
ប៉ុន្តែចុះយ៉ាងណាចំពោះទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរជាមួយនឹងវិមាត្របន្ថែមរបស់វា? ការពិតគឺថាយោងទៅតាមវាវាគឺជាវិមាត្របន្ថែមដែលកំណត់តម្លៃពិតប្រាកដនៃថេរជាមូលដ្ឋាន។ ទម្រង់រង្វាស់មួយចំនួនបណ្តាលឱ្យខ្សែមួយញ័រនៅក្នុងវិធីជាក់លាក់មួយ ហើយផ្តល់ការកើនឡើងនូវអ្វីដែលយើងមើលឃើញថាជា photon ។ នៅក្នុងទម្រង់ផ្សេងទៀត ខ្សែរំញ័រខុសគ្នា ហើយបង្កើតបានជាអេឡិចត្រុង។ ពិតជាព្រះស្ថិតនៅក្នុង "រឿងតូចតាច" - វាគឺជាទម្រង់តូចៗទាំងនេះដែលកំណត់នូវភាពថេរជាមូលដ្ឋានទាំងអស់នៃពិភពលោកនេះ។
ទ្រឹស្តី superstring
នៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ទ្រឹស្ដីខ្សែរមានខ្យល់អាកាសដ៏មហិមា ប៉ុន្តែនៅក្នុងវិមាននោះ ភាពច្របូកច្របល់បានគ្រប់គ្រង។ ក្នុងរយៈពេលតែប៉ុន្មានឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ ទ្រឹស្ដីខ្សែអក្សរចំនួនប្រាំបានលេចចេញឡើង។ ហើយទោះបីជាពួកវានីមួយៗត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើខ្សែអក្សរ និងវិមាត្របន្ថែម (កំណែទាំងប្រាំត្រូវបានរួបរួមនៅក្នុងទ្រឹស្ដីទូទៅនៃ superstrings - NS) នៅក្នុងសេចក្ដីលម្អិតកំណែទាំងនេះខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំង។
ដូច្នេះ នៅក្នុងកំណែខ្លះ ខ្សែមានចុងចំហ ហើយខ្លះទៀតមើលទៅដូចជាចិញ្ចៀន។ ហើយនៅក្នុងកំណែមួយចំនួន ទ្រឹស្ដីនេះ ថែមទាំងមិនទាមទារ 10 ទេ ប៉ុន្តែមានរហូតដល់ 26 ការវាស់វែង។ ភាពផ្ទុយគ្នាគឺថាកំណែទាំងប្រាំសព្វថ្ងៃនេះអាចត្រូវបានគេហៅថាជាការពិតស្មើគ្នា។ ប៉ុន្តែ តើមួយណាពិតជាពិពណ៌នាអំពីសកលលោករបស់យើង? នេះគឺជាអាថ៌កំបាំងមួយទៀតនៃទ្រឹស្តីខ្សែ។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលអ្នករូបវិទ្យាជាច្រើនគ្រវីដៃម្តងទៀតចំពោះទ្រឹស្តី "ឆ្កួត" ។
ប៉ុន្តែបញ្ហាចម្បងនៃខ្សែ ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយគឺភាពមិនអាចទៅរួច (យ៉ាងហោចណាស់សម្រាប់ពេលនេះ) ដើម្បីបញ្ជាក់វត្តមានរបស់ពួកគេដោយពិសោធន៍។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រខ្លះនៅតែនិយាយថា នៅលើឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនជំនាន់ក្រោយ មានឱកាសតិចតួចបំផុត ប៉ុន្តែនៅតែមាន ឱកាសដើម្បីសាកល្បងសម្មតិកម្មនៃវិមាត្របន្ថែម។ ថ្វីបើភាគច្រើនប្រាកដណាស់ថាប្រសិនបើវាអាចទៅរួចនោះ អាឡាស់ វាមិនគួរកើតឡើងក្នុងពេលឆាប់ៗនេះទេ - យ៉ាងហោចណាស់ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍ ជាអតិបរមា - សូម្បីតែក្នុងរយៈពេលមួយរយឆ្នាំក៏ដោយ។
