Ključna razlika med zančno kvantno gravitacijo in teorijo strun je v tem, da zankasta kvantna gravitacija ne poskuša poenotiti temeljnih interakcij, medtem ko je teorija strun teoretični poskus poenotenja vseh štirih temeljnih interakcij.
Loop quantum gravity je teorija, ki spada pod kvantno gravitacijo, njen cilj pa je združiti kvantno mehaniko in splošno teorijo relativnosti. Teorija strun je teoretični okvir, kjer so točkasti delci (fizike delcev) nadomeščeni z nizi imen objektov D. Štiri temeljne interakcije, ki so obravnavane zgoraj v razdelku o ključnih razlikah, so gravitacijske interakcije, elektromagnetne interakcije, močne interakcije in šibke interakcije.
Kaj je Loop Quantum Gravity?
Loop quantum gravity je teorija, ki spada pod kvantno gravitacijo, njen cilj pa je združiti kvantno mehaniko in splošno teorijo relativnosti. To se naredi z vključitvijo standardnega modela v okvir primera čiste kvantne gravitacije. To teorijo lahko skrajšamo kot LQG in je kandidatka za kvantno gravitacijo, kjer tekmuje s teorijo strun.
To teorijo lahko razumemo kot poskus razvoja kvantne teorije gravitacije. Ta razvoj lahko izvedemo glede na Einsteinovo geometrijsko formulacijo, kjer gravitacije ne obravnavamo kot silo. Tam moramo domnevati, da je teorija zanke kvantne gravitacije kvantizirala prostor in čas analogno kvantizaciji energije in gibalne količine v kvantni mehaniki. Zato nam ta teorija nakazuje prostor-čas, kjer se prostor in čas zdita zrnata in diskretna neposredno zaradi kvantizacije, ki je podobna fotonom v kvantni teoriji glede elektromagnetizma in diskretnih energijskih ravni atomov.
Slika 01: Detektor delcev CMS
Poleg tega ta teorija predpostavlja, da je struktura vesolja sestavljena iz končnih zank, vtkanih v fino mrežo, podobno tkanini. Ta omrežja imenujemo vrtilna omrežja. Vendar ima prostor sam raje atomsko strukturo. Za to teorijo obstajata dva raziskovalna pristopa, ki vključujeta bolj tradicionalno kanonično zanko kvantne gravitacije in novo kovariantno zanko kvantne gravitacije.
Kaj je teorija strun?
Teorija strun je teoretični okvir, kjer so točkasti delci fizike delcev nadomeščeni z nizi imen objektov D. Ta teorija lahko opiše širjenje strun skozi prostor in njihove medsebojne interakcije. Ko gre za večje lestvice, je struna videti kot navaden delec, ki ima svojo maso, naboj itd., in jih lahko določimo s pomočjo vibracijskega stanja te strune.
Opazimo lahko, da teorija strun obravnava eno ali več vibracijskih stanj niza delcev kot lastnost, ki ustreza gravitaciji, ki je kvantnomehanski delec, ki prenaša gravitacijsko silo. Zato lahko rečemo, da je teorija strun teorija kvantne gravitacije.
Poleg tega teorija strun prispeva k napredku matematične fizike, ki se uporablja pri različnih problemih v zvezi s fiziko črnih lukenj, pa tudi v kozmologiji zgodnjega vesolja, jedrski fiziki itd.
Ko obravnavamo zgodovino te teorije, se je prvič pojavila v šestdesetih letih prejšnjega stoletja kot teorija o močni jedrski sili. Vendar je bila opuščena v korist kvantne kromodinamike. Kasneje so znanstveniki razumeli, da je zaradi glavnih lastnosti teorije strun neprimerna za jedrsko fiziko, in so bili dodeljeni kvantni teoriji gravitacije. Najzgodnejši model teorije strun lahko prepoznamo kot teorijo bozonskih strun. Ta teorija je vključevala le bozonske delce, kar se je kasneje razvilo v teorijo superstrun, ki je nakazovala razmerje ali "supersimetrijo" bozonov in fermionov.
Kakšna je razlika med zančno kvantno gravitacijo in teorijo strun?
Loop quantum gravity je teorija, ki spada pod kvantno gravitacijo, njen cilj pa je združiti kvantno mehaniko in splošno teorijo relativnosti. Teorija strun je teoretični okvir, kjer so točkasti delci (fizike delcev) nadomeščeni z nizi imen objektov D. Ključna razlika med zančno kvantno gravitacijo in teorijo strun je v tem, da zančna kvantna gravitacija ne poskuša poenotiti temeljnih interakcij, medtem ko je teorija strun teoretični poskus poenotenja vseh štirih temeljnih interakcij.
Spodnja infografika povzema razlike med zančno kvantno gravitacijo in teorijo strun v obliki tabele.
Povzetek – Zankasta kvantna gravitacija proti teoriji strun
Ključna razlika med zančno kvantno gravitacijo in teorijo strun je, da zančna kvantna gravitacija ne poskuša poenotiti temeljnih interakcij, medtem ko je teorija strun teoretični poskus poenotenja vseh štirih temeljnih interakcij. Štiri temeljne interakcije, ki so obravnavane zgoraj v razdelku o ključnih razlikah, so gravitacijske in elektromagnetne interakcije, močne in šibke interakcije.
