La théorie des cordes: propositions pour lesquelles les dimensions parfois défriser

La plupart des propositions de la théorie des cordes ont été basée sur le concept que les dimensions supplémentaires requis par la théorie sont recroquevillés si petits qu'ils ne peuvent pas être respectées. Avec M-théorie et mondes de branes, il peut être possible de surmonter cette restriction.

Quelques scénarios ont été proposées pour tenter de décrire une version mathématiquement cohérente de la théorie-M, ce qui permettrait aux dimensions supplémentaires à être étendues. Si aucun de ces scénarios tiennent vrai, ils ont de profondes implications pour la façon dont (et où) les physiciens devraient être à la recherche des dimensions supplémentaires de la théorie des cordes.

Dimensions mesurables

Un modèle qui a obtenu un peu d'attention a été proposé en 1998 par Savas Dimopoulos, Nima Arkani-Hamed, et Gia Dvali. Dans cette théorie, certains des dimensions supplémentaires pourrait être aussi grand que d'un millimètre sans contredire expériences connues, ce qui signifie qu'il peut être possible d'observer leurs effets dans des expériences menées au Grand collisionneur de hadrons du CERN (LHC).

Lorsque Dimopoulos introduit MDM lors d'une conférence de supersymétrie 1998, il était en fait quelque chose d'un acte subversif. Il faisait une déclaration audacieuse: dimensions supplémentaires sont aussi importants, sinon plus, que la supersymétrie.

Beaucoup de physiciens croient que la supersymétrie est le principe physique du clavier qui se révélera être le fondement de la théorie-M. Dimopoulos a proposé que les dimensions supplémentaires - précédemment considérée comme une complication mathématique malheureux pour être ignorés autant que possible - pourrait être le principe physique M-théorie fondamentale cherchait.

Dans MDM, une paire de dimensions supplémentaires pourrait se prolonger jusqu'à un millimètre de la Brane 3 dimensions que nous résidons sur. Si elles étendent beaucoup plus d'un millimètre, quelqu'un aurait remarqué, mais à un millimètre, l'écart par rapport à la loi de la gravitation de Newton serait si faible que personne ne serait ni connu. Donc, parce que la gravité est rayonnant dans des dimensions supplémentaires, il serait expliquer pourquoi la gravité est tellement plus faible que les forces de Brane-lié.

La façon dont cela fonctionne est tout dans notre univers est piégé sur notre Brane 3 dimensions sauf gravité, qui peut s'étendre hors de notre Brane affecter les autres dimensions. Contrairement à la théorie des cordes, les dimensions supplémentaires ne seraient pas perceptibles dans les expériences à l'exception des sondes de gravité, et en 1998, la gravité avait pas été testé sur de courtes distances d'un millimètre.

Dimensions infinies: modèles Randall-Sundrum

Si une dimension de taille millimétrique fait tourner les têtes, la proposition de 1999 par Lisa Randall et Raman Sundrum était encore plus spectaculaire. Dans ces Modèles Randall-Sundrum, gravité se comporte différemment dans différentes dimensions, en fonction de la géométrie des membranes.

Dans le modèle de Randall-Sundrum original, appelé RS1, ils proposent une Brane qui définit la force de gravité. Dans ce gravitybrane, la force de gravité est extrêmement grande. Lorsque vous vous déplacez dans une cinquième dimension loin de la gravitybrane, la force de la gravité diminue de façon exponentielle.

Un aspect important du modèle de RS1 est que la force de gravité ne dépend que de la position dans le cinquième dimension. Parce que notre ensemble de 3-Brane (ceci est un scénario mondial de Brane, où nous sommes pris au piège sur un 3-Brane d'espace) est à la même position de cinquième dimension, la gravité est cohérente partout dans le 3-Brane.

Dans un second scénario, appelé RS2 ou gravité localisée, Randall et Sundrum réalisé que le 3-Brane que nous sommes coincés dans pouvait avoir sa propre influence gravitationnelle. Bien gravitons peuvent dériver loin de la 3-Brane dans d'autres dimensions, ils ne peuvent pas aller très loin à cause de l'attraction de notre 3-Brane. Même de grandes dimensions, les effets de la gravité des fuites dans d'autres dimensions seraient incroyablement petit.

Dans ces deux modèles, l'élément clé est que la gravité sur notre propre 3-Brane est essentiellement toujours la même. Si tel était le cas contraire, nous aurions remarqué les dimensions supplémentaires avant aujourd'hui.

En 2000, Lisa Randall a proposé un autre modèle avec Andreas Karch appelé localisée localement gravité. Dans ce modèle, la dimension supplémentaire contenait un peu d'énergie à vide négative. Il va au-delà des modèles précédents, car il permet à la gravité de localiser de différentes manières dans les différentes régions. Notre région semble 4 dimensions et a gravité à 4 dimensions, mais d'autres régions de l'univers pourrait suivre différentes lois.