Le concours de la théorie des cordes: ce qui est en boucle?

Plus grand concurrent, un aperçu clé de gravitation quantique à boucles est de théorie des cordes que vous pouvez décrire l'espace comme un champ- lieu d'un tas de points, l'espace est un tas de lignes. La boucle en gravitation quantique à boucles a à voir avec le fait que vous affichez ces lignes de champ (qui ne doit pas être droites, bien sûr), ils peuvent boucle autour et à travers l'autre, la création d'un réseau de spin.

En analysant ce réseau de faisceaux de l'espace, vous pouvez censé extraire des résultats qui sont équivalentes aux lois connues de la physique.

La fondation de LQG a eu lieu en 1986, lorsque Abhay Ashtekar réécrit la relativité générale comme une série de lignes de champ à la place d'une grille de points. Le résultat se révèle non seulement d'être plus simple que l'approche plus tôt, mais est similaire à une théorie de jauge.

Il ya un problème, cependant: les théories de jauge sont les théories de base-dépendante (ils sont insérés dans un cadre fixe espace-temps), mais ça ne marchera pas, parce que les lignes de champ eux-mêmes représentent la géométrie de l'espace. Vous ne pouvez pas brancher la théorie dans l'espace si l'espace est déjà partie de la théorie!

Afin de procéder, les physiciens travaillent dans ce domaine ont eu à regarder théorie quantique des champs dans une toute nouvelle façon de sorte qu'il pourrait être abordée dans un cadre de fond indépendante. Une grande partie de ce travail a été effectué par Ashtekar, Lee Smolin, Ted Jacobson, et Carlo Rovelli, qui peut raisonnablement être considéré parmi les pères de gravitation quantique à boucles.

Comme LQG développé, il est devenu clair que la théorie représenté un réseau de connectés faisceaux spatiaux quantiques, souvent appelé “ atomes ” de l'espace. L'échec des tentatives précédentes pour écrire une théorie quantique de la gravitation est que l'espace-temps a été traitée comme continue, au lieu d'être lui-même quantifié.

L'évolution de ces connexions est ce qui fournit le cadre dynamique de l'espace (même si elle n'a pas encore été prouvé que gravitation quantique à boucles réduit effectivement les mêmes prévisions que celles données par la relativité).

Chaque atome de l'espace peut être représenté avec un point (appelé nœud) Sur un certain type de réseau. La grille de l'ensemble de ces noeuds et les connexions entre eux, est appelé un réseau de spin. (Réseaux de Spin ont été initialement développé par le physicien Roger Penrose d'Oxford dans les années 1970).

Le graphique autour de chaque nœud peut changer localement au fil du temps, comme le montre cette figure (qui montre l'état initial [a] et le nouvel état il se transforme en [b]). L'idée est que la somme totale de ces changements finira correspondant lisses prédictions espace-temps de la relativité à plus grande échelle. (Ce dernier bit est la partie majeure qui n'a pas encore été prouvé.)

Maintenant, quand vous regardez ces lignes et de les représenter en trois dimensions, les lignes existent à l'intérieur de l'espace - mais cela est la mauvaise façon de penser. Dans LQG, le réseau de spin avec tous ces nœuds et les lignes de la grille, le réseau de spin entier, est en fait l'espace lui-même. La configuration spécifique du réseau de spin est la géométrie de l'espace.

L'analyse de ce réseau d'unités quantiques de l'espace peut entraîner plus de physiciens négociés pour, parce que des études récentes ont montré que les particules du modèle standard peut être implicite dans la théorie. Ce travail a été en grande partie mis au point par Fotini Markopoulou et le travail par l'Australian Sundance O. Bilson-Thompson.

Dans le modèle de Bilson-Thompson, les boucles peuvent tresser ensemble d'une manière qui pourrait créer les particules, comme indiqué dans cette figure. (Ces résultats restent tout à fait théorique, et il reste à voir comment ils fonctionnent dans le cadre de la LQG grande comme elle se développe, ou si elles ont un sens physique à tous.)