弦论概述

             

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   弦论的基本思想是:组成物质的基本单元不是粒子,而是弦.弦有开弦和闭弦两种,形状如下图所示:

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图 1:开弦.
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图 2:闭弦.

   弦的激发给出了各种不同的粒子.粒子在时空中运动的轨迹叫做世界线(world line).弦在时空中运动的轨迹叫做世界面(world sheet).世界面由两个参数 $\sigma$ 和 $\tau$ 来参数化.函数 $x^\mu(\tau,\sigma)$ 把世界面上的坐标 $\sigma$ 和 $\tau$ 映射到时空坐标 $x$ 上.

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图 3:世界面 $x^\mu (\tau,\sigma)$.
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图 4:世界线 $x^\mu(\tau)$.

   在弦论世界里面,组成物质的基本单元是长度大约是普朗克长度($10^{-33} \,\mathrm{cm} $)的弦.像所有其他弦一样,这些基本弦能够振动.不同的振动频率形成了不同性质的粒子.对于一个自旋为 $J$ 质量为 $m_J$ 的粒子,质量和自旋通过如下式子联系起来

\begin{align} J = \alpha' m_J^2~. \end{align}

   弦也能分开和合并.比如弦 A 可以分开变成弦 B 和弦 C.这个过程对应于粒子衰变

\begin{align} A \rightarrow B + C~. \end{align}

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