Теория одномерных струн

На сегодняшний день это самое передовое направление в теоретической физике, успехи которого сильно зависят от экспериментов с частицами сверхвысоких энергий. Вместо термина «струны» часто употребляют термин «суперструны», во-первых, чтобы не было путаницы с космическими струнами (такое понятие есть в астрофизике) и, во-вторых, чтобы подчеркнуть их предполагаемую суперсимметрию.

В квантовой механике и в квантовой теории поля элементарные частицы считаются точечными. На самом деле фундаментальной является теория не точечных частиц, а струн. В ней элементарные частицы — это колебания одномерных объектов (струн), имеющих характерные размеры l_s ~ I ~10^-33 см. Струны могут быть конечной длины (некоторый отрезок) или иметь вид колец. Струны движутся не в обычном четырехмерном пространстве, а в многомерных пространствах, скажем, с 10-ю или 11-ю измерениями. Они обладают бозон-фермионной симметрией, т. е. являются суперструнами. Суперструны присоединены к многомерным супермембранам. Теория суперструн также значительно укрепила бы свои позиции в случае обнаружения суперсимметричных частиц. А это уже задача экспериментальной микрофизики, которая решается с помощью коллайдера ШС.

Теоретическая физика не может пока ответить на ряд вопросов, например как построить квантовую теорию гравитации и объединить ее с теорией других взаимодействий. Ни теория струн, ни другие теоретические концепции еще не ответили на подобные вопросы, но успехи в данном направлении весьма вероятны. Словом, как ни грандиозны и впечатляющи достижения физики, нерешенных фундаментальных проблем еще очень много.