Interessantes zu Theoretischer Physik


Stringtheorien im Kontext akzeptierter Theorien

In der Quantenfeldtheorie und den sog. Grand Unified Theories (GUT), die die starke Wechselwirkung, die schwache Wechselwirkung und die elektromagnetische Kraft vereinheitlichen, stellt man sich sämtliche Elementarteilchen — Quarks und Leptonen — als punktförmige Entitäten vor, die in keiner Richtung Aus­dehnung haben: Ihre strategischen Abmessungen sind 0 – 0 – 0. Dennoch haben diese "Nicht-Existenzen" Eigenschaften, auf deren Grundlage sie sich voneinander unterscheiden: Masse, elektrische und andere Ladungen.

Nach der Stringtheorie sind jene Teilchen in der 4-dimensionalen Raumzeit nur Punkt, wenn es uns aber gelänge, in die Extra-Dimensionen zu blicken, dann würden wir sehen, dass es sich um kleine Fadenstücke oder Schlaufen handelt (bzw. Membranen), die ähnlich schwingen wie die Saiten einer Zither.

Tatsächlich sind alle Arten von Quarks und Leptonen, ja sogar Energiequanten wie Photonen und alle Gluonen, unterschiedliche Schwingungszustände von Strings.

Weyl war hell begeistert, als er feststellte, wie sich aus seiner Verallgemeinerung der Riemann­schen Geometrie nicht nur Einsteins Gravitationstheorie (die ART), sondern auch Maxwells Theorie des Elektro­magnetismus ableiten ließen. Begeistert waren sicher auch Nordström, Kaluza und Klein, als eine fünfte hinzugedachte Dimension das gleiche Wunder bewirkte.

Mit ähnlich freudigen Überraschungen geht es in der Stringtheorie weiter:

  • Dort findet man auf natürliche Weise sowohl die Eichfelder als auch die Gravitationskraft und mikroskopisch zusammengerollte zusätzliche Dimensionen.
  • Die Strings krümmen den sie umgebenden Raum genau so, wie uns Einsteins Gravitationstheorie sagt, und
  • die elektromagnetische Kraft, die schwache Kraft, und auch die starke Kernkraft werden durch die Extra-Dimensionen auf ganz ähnliche Weise beschrieben wie in den üblichen Quantenfeld­theorien.

Wären also die Relativitätstheorie und die Eichfelder nicht früher entdeckt worden, dann hätte die String­theorie zu ihrer Entdeckung geführt — auch wenn, und das ist das wirklich Erstaunliche, die Ausgangs­punkte ganz andere sind als seinerzeit bei Einstein, Weyl, Yang, Mills und anderen.


Quelle dieser Argumentation: Jukka Maalampi: Die Weltlinie – Einstein und die moderne Physik, 2008 (S. 171-172)
Wissenswertes zu "Grand Unified Theory, GUT, Aufgerollte Extra-Dimensionen, Eichfelder, Allgemeine Relativitätstheorie, Stringtheorie" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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