Stringtheory
Als Stringtheorie bezeichnet man eine Sammlung eng verwandter hypothetischer physikalischer Modelle,
die anstelle der Beschreibung von Elementarteilchenin den gewohnten Modellen der Quantenfeldtheorie als
punktförmige Teilchen (räumliche Dimension Null) in der Raum-Zeit sogenannte Strings (englisch für Fäden oder Saiten)
als fundamentale Objekte mit eindimensionaler
räumlicher Ausdehnung verwenden.
In Erweiterungen der Stringtheorie werden auch höherdimensionale Objekte
betrachtet. Stringtheorien wurden in den 1960er Jahren
zur Beschreibung der starken Wechselwirkung
(Quantenchromodynamik) eingeführt.
Seit den 1980er Jahren erlebte die Stringtheorie einen starken Aufschwung. Sie gilt seitdem als dominierende Kandidatin
für eine alle Naturkräfte vereinheitlichende Theorie, die das Standardmodell der Elementarteilchenphysik und die Gravitation
miteinander verbindet. Diskutiert wird dabei v. a. die supersymmetrische Version der Stringtheorie („Superstringtheorie“).
Die Supersymmetrie sagt neue, supersymmetrische Partnerteilchen für alle Bosonen und Fermionen voraus. Zur Wertschätzung der
Superstringtheorie trug erheblich bei, dass sie konkrete Vorhersagen für die Symmetriegruppen einer Großen Vereinheitlichten
Theorie (GUT) machte. In den 1990er Jahren stellte sich heraus, dass die bis dahin bekannten Superstringtheorien und die
11-dimensionale Supergravitation miteinander verbunden werden und als Teil einer umfassenderen Theorie („M-Theorie“ genannt)
betrachtet werden können.
Letztere umfasst auch höherdimensionale Objekte (sogenannte „Brane“).
Die Stringtheorie führte zu einem bis dahin beispiellosen engen Austausch zwischen verschiedenen Gebieten der reinen
Mathematik und der theoretischen Physik, die zu grundlegenden neuen Einsichten führten, und zu Umwälzungen in der Betrachtung
von Quantenfeldtheorien (wie das holografische Prinzip in AdS/CFT). Strings fanden darüber hinaus auch schon Anwendungen in
anderen Gebieten der Physik wie der Beschreibung von Anregungen in der Festkörperphysik und der Theorie der starken
Wechselwirkung (Quantenchromodynamik).
Die Stringtheorie hat die Schwierigkeit, Voraussagen zu machen, die gleichzeitig vom Standardmodell abweichen und in
der Natur und im Experiment überprüfbar sind. Dies liegt unter anderem daran, dass die Vereinigung der Naturkräfte erst
auf Energieskalen erwartet wird (siehe Planck-Skala), die auf absehbare Zeit mit keiner bekannten Technik erreichbar sind.
Die Stringtheorie wird daher seit den 2000er Jahren sowohl innerhalb als auch außerhalb der Physik kritisiert.
Die Kritik richtete sich dabei auch auf die einseitige und außergewöhnliche Bindung von Forschungsressourcen in Gebieten,
die Anwendungen fern stehen, und erfolgte besonders dezidiert von Theoretikern, die alternative Theorien der Quantengravitation
verfolgen (wie der Schleifenquantengravitation).
[1][2] Zudem tauchten bei der konkreten mathematischen Durcharbeitung der
Stringtheorie unerwartet viele Varianten auf, die die Erfolgsaussichten, alle Naturkräfte über die Stringtheorie zu
vereinheitlichen, in die Ferne rücken.
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Als Stringtheorie bezeichnet man eine Sammlung eng verwandter hypothetischer physikalischer Modelle, die anstelle der Beschreibung von Elementarteilchenin den gewohnten Modellen der Quantenfeldtheorie als punktförmige Teilchen (räumliche Dimension Null) in der Raum-Zeit sogenannte Strings (englisch für Fäden oder Saiten) als fundamentale Objekte mit eindimensionaler räumlicher Ausdehnung verwenden. In Erweiterungen der Stringtheorie werden auch höherdimensionale Objekte betrachtet. Stringtheorien wurden in den 1960er Jahren zur Beschreibung der starken Wechselwirkung (Quantenchromodynamik) eingeführt.
Seit den 1980er Jahren erlebte die Stringtheorie einen starken Aufschwung. Sie gilt seitdem als dominierende Kandidatin für eine alle Naturkräfte vereinheitlichende Theorie, die das Standardmodell der Elementarteilchenphysik und die Gravitation miteinander verbindet. Diskutiert wird dabei v. a. die supersymmetrische Version der Stringtheorie („Superstringtheorie“). Die Supersymmetrie sagt neue, supersymmetrische Partnerteilchen für alle Bosonen und Fermionen voraus. Zur Wertschätzung der Superstringtheorie trug erheblich bei, dass sie konkrete Vorhersagen für die Symmetriegruppen einer Großen Vereinheitlichten Theorie (GUT) machte. In den 1990er Jahren stellte sich heraus, dass die bis dahin bekannten Superstringtheorien und die 11-dimensionale Supergravitation miteinander verbunden werden und als Teil einer umfassenderen Theorie („M-Theorie“ genannt) betrachtet werden können.
Letztere umfasst auch höherdimensionale Objekte (sogenannte „Brane“). Die Stringtheorie führte zu einem bis dahin beispiellosen engen Austausch zwischen verschiedenen Gebieten der reinen Mathematik und der theoretischen Physik, die zu grundlegenden neuen Einsichten führten, und zu Umwälzungen in der Betrachtung von Quantenfeldtheorien (wie das holografische Prinzip in AdS/CFT). Strings fanden darüber hinaus auch schon Anwendungen in anderen Gebieten der Physik wie der Beschreibung von Anregungen in der Festkörperphysik und der Theorie der starken Wechselwirkung (Quantenchromodynamik).
Die Stringtheorie hat die Schwierigkeit, Voraussagen zu machen, die gleichzeitig vom Standardmodell abweichen und in der Natur und im Experiment überprüfbar sind. Dies liegt unter anderem daran, dass die Vereinigung der Naturkräfte erst auf Energieskalen erwartet wird (siehe Planck-Skala), die auf absehbare Zeit mit keiner bekannten Technik erreichbar sind. Die Stringtheorie wird daher seit den 2000er Jahren sowohl innerhalb als auch außerhalb der Physik kritisiert. Die Kritik richtete sich dabei auch auf die einseitige und außergewöhnliche Bindung von Forschungsressourcen in Gebieten, die Anwendungen fern stehen, und erfolgte besonders dezidiert von Theoretikern, die alternative Theorien der Quantengravitation verfolgen (wie der Schleifenquantengravitation).
[1][2] Zudem tauchten bei der konkreten mathematischen Durcharbeitung der Stringtheorie unerwartet viele Varianten auf, die die Erfolgsaussichten, alle Naturkräfte über die Stringtheorie zu vereinheitlichen, in die Ferne rücken.
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