Перегляд вихідного коду сторінки Історія теорії струн

{{Теорія струн}}
'''Історія теорії струн'''  включає дві суперструнні революції та кілька десятиліть напружених досліджень.

[[Теорія струн]], завдяки зусиллям багатьох дослідників, перетворилася на широку та різноманітну тему, яка пов’язана з [[Квантова гравітація|квантовою гравітацією]], [[Космологія|космологією]], [[Фізика конденсованих середовищ|фізикою]] [[Фізика елементарних частинок|частинок]], [[Фізика конденсованих середовищ|конденсованих речовин]] та [[Чиста математика|чистою математикою]].

== 1943–1959: Теорія S-матриці ==
Теорія струн являє собою виріст теорії S-матриць,<ref>Rickles 2014, p. 28 n. 17: "S-matrix theory had enough time to spawn string theory".</ref> яка є дослідницькою програмою, розпочатою [[Вернер Гейзенберг|Вернером Гейзенбергом]] у 1943 р.<ref>{{Cite journal|last=Heisenberg|first=W.|year=1943|title=Die "beobachtbaren Größen" in der Theorie der Elementarteilchen|url=|journal=Zeitschrift für Physik|volume=120|issue=7|pages=513–538|bibcode=1943ZPhy..120..513H|doi=10.1007/bf01329800}}</ref> після введення S-матриці [[Джон Арчибальд Вілер|Джона Арчібальда Вілера]] в 1937 р.<ref>{{Cite journal|last=Wheeler|first=John Archibald|year=1937|title=On the Mathematical Description of Light Nuclei by the Method of Resonating Group Structure|url=https://semanticscholar.org/paper/36b1d524274008cc2426650454f18c974447b42f|journal=Phys. Rev.|volume=52|issue=11|pages=1107–1122|bibcode=1937PhRv...52.1107W|doi=10.1103/physrev.52.1107|accessdate=1 грудня 2020|archive-date=1 серпня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20200801031349/https://www.semanticscholar.org/paper/On-the-Mathematical-Description-of-Light-Nuclei-by-Wheeler/36b1d524274008cc2426650454f18c974447b42f}}</ref> Починаючи з кінця 1950-х і протягом 1960-х років багато теоретиків працювало над цією теорією. Поле стало маргіналізованим та викинутим у середині 1970-х<ref>Rickles 2014, p. 113: "An unfortunate (for string theory) series of events terminated the growing popularity that string theory was enjoying in the early 1970s."</ref> та зникло до 1980-х. Фізики неоднозначно ставились до цієї теорії, оскільки деякі її математичні методи були чужими, до того ж [[квантова хромодинаміка]] витіснила її як експериментально більш кваліфікований підхід до [[Сильна взаємодія|сильних взаємодій]].<ref>Rickles 2014, p. 4.</ref>

Теорія радикально переосмислювала основи фізичних законів. До 1940-х років уже було ясно, що [[протон]] і [[нейтрон]] не є точковими частинками подібно електрону. Їх [[магнітний момент]] сильно відрізнявся від [[Магнітний момент|моменту]] точкоподібної спін- зарядженої частинки. Їх взаємодія була настільки сильною, що вони розсіювались як маленька сфера, а не як точка. Гейзенберг припустив, що ці  частинки насправді були розширеними об'єктами, і тоді поняття просторово-часової точки не справджується в ядерних масштабах.

Гейзенберг запропонував рішення цієї проблеми: зосередившись на величинах, які можна виміряти експериментами. Експеримент може виявити мікроскопічну величину лише тоді, коливона діє  на класичні пристрої. Об'єкти, що летять у нескінченність, є стабільними частинками в квантових суперпозиціях різних станів імпульсу.

Гейзенберг припустив, що поняття стану імпульсу, яке визначається далеко від експериментальної камери, працює. Він запропонува    [[Квантова механіка|квантово-механічнау]] [[Амплітуда ймовірності|амплітуду]], як основну фізичну величину. При цьому група вхідних частинок перетворилася на групу вихідних частинок, і він не визнавав, що між ними були якісь кроки.

[[Матриця розсіяння|S-матриця]] -  величина,що описує, як сукупність вхідних частинок перетворюється на вихідні частинки. Гейзенберг запропонував досліджувати S-матрицю, без будь-яких припущень щодо просторово-часової структури. Але стає важко щось розрахувати коли переходи від далекого минулого до далекого майбутнього відбуваються без проміжних кроків. У [[Квантова теорія поля|квантовій теорії поля]] проміжними етапами є коливання полів або віртуальних частинок. У цій  теорії S-матриці взагалі немає локальних величин.

Гейзенберг  використав унітарність для визначення S-матриці. І для всіх можливих ситуацій сума квадратів амплітуд повинна дорівнювати 1. Ця властивість може визначати амплітуду в порядку квантової теорії поля за порядком у [[Теорія збурень|ряді збурень]], коли задаються основні взаємодії. В багатьох теоріях квантового поля амплітуди зростають занадто швидко при високих енергіях, щоб зробити унітарну S-матрицю.  Для визначення розсіювання потрібні додаткові припущення щодо поведінки високих енергій, поскільки універсальності в даному випадку недостатньо.

До пропозиції Гейзенберга знову повернулися в 1956 р., коли [[Маррі Гелл-Ман|Мюррей Гелл-Манн]] визнав, що [[Закон дисперсії|дисперсійні відносини]]  дозволяють формулювати поняття причинності, поняття, що події в майбутньому не впливатимуть на події в минулому, навіть коли мікроскопічне поняття минулого і майбутнього не є чітко визначеним. Він також визнав, що ці співвідношення можуть бути корисними при обчисленні спостережуваних для  фізики сильної взаємодії.<ref>Gell-Mann, M. G. (1956). "Dispersion relations in pion-pion and photon-nucleon scattering." In J. Ballam, ''et al.'' (eds.), ''High energy nuclear physics'', in: ''Proceedings of the Sixth Annual Rochester Conference Rochester: New York, USA, April 3–7, 1956'' (pp. 30–6). New York: Interscience Publishers.</ref> Дисперсійні відносини є [[Аналітичне продовження|аналітичними]] властивостями S-матриці<ref name="Rickles29">Rickles 2014, p. 29.</ref> , вони встановлюють більш жорсткі умови, ніж ті, що випливають лише з унітарності. Цей розвиток в теорії S-матриць випливає з відкриття Мюррея Гелл-Манна та Марвіна Леонарда Голдбергера (1954) перетину симетрії, ще однієї умови, яку повинна виконувати S-матриця.<ref>Gell-Mann, M., and Goldberger, M. L. (1954). "The scattering of low energy photons by particles of spin 1/2." ''Physical Review'', '''96''', 1433–8.</ref>

Новий підхід "дисперсійних відносин" підтримали [[Стенлі Мандельштам]]  і Джеффрі Чу,<ref>{{Cite journal|last=Chew|first=G. F.|last2=Goldberger|first2=M. L.|last3=Low|first3=F. E.|author-link3=Francis E. Low|last4=Nambu|first4=Y.|year=1957|title=Application of dispersion relations to low energy meson-nucleon scattering|url=https://authors.library.caltech.edu/12453/1/CHEpr57b.pdf|journal=Physical Review|volume=106|issue=6|pages=1337–1344|bibcode=1957PhRv..106.1337C|doi=10.1103/physrev.106.1337|accessdate=1 грудня 2020|archive-date=31 липня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20200731222410/https://authors.library.caltech.edu/12453/1/CHEpr57b.pdf}}</ref> на той час в [[Університет Каліфорнії (Берклі)|UC Berkeley]]. Мандельштам відкрив  у 1958 р. нову  аналітичну форму - відносини подвійної дисперсії<ref name="Mandelstam58">{{Cite journal|last=Mandelstam|first=S.|year=1958|title=Determination of the pion-nucleon scattering amplitude from dispersion relations and unitarity general theory|url=|journal=Physical Review|volume=112|issue=4|pages=1344–1360|bibcode=1958PhRv..112.1344M|doi=10.1103/physrev.112.1344}}
</ref> Він вважав, що це шлях до прогресу в нерозв'язних сильних взаємодіях.

== 1959–1968: Теорія Редже та моделі бутстрапа ==
До кінця 1950-х років було вже відомо багато сильно взаємодіючих частинок  більш високих спінів і , зрозуміло, що не всі вони мають фундаментальне значення. Японський фізик Шоїчі Саката припустив, що частинки можна розуміти як зв'язані стани лише трьох з них ([[протон]]а, [[нейтрон]]а та [[Лямбда-баріон|Лямбди]],<ref>{{Cite journal|last=Sakata|first=S.|year=1956|title=On a composite model for the new particles|journal=Progress of Theoretical Physics|volume=16|issue=6|page=686&ndash;688|bibcode=1956PThPh..16..686S|doi=10.1143/PTP.16.686|doi-access=free}}</ref> але Джеффрі Чью вважав, що жодна з цих частинок не є фундаментальною<ref>Chew, G. (1962). ''S-Matrix theory of strong interactions.'' New York: W.A. Benjamin, p. 32.</ref><ref>{{Cite journal|last=Kaiser|first=D|year=2002|title=Nuclear democracy: Political engagement, pedagogical reform, and particle physics in postwar America|url=https://semanticscholar.org/paper/693ddfc0b29f1293780f6212a1eb077805882954|journal=Isis|volume=93|issue=2|pages=229–268|doi=10.1086/344960|accessdate=1 грудня 2020|archive-date=1 серпня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20200801031220/https://www.semanticscholar.org/paper/Nuclear-democracy.-Political-engagement,-reform,-in-Kaiser/693ddfc0b29f1293780f6212a1eb077805882954}}</ref>. Підхід Сакати був перероблений в 1960-х роках у модель кварка [[Маррі Гелл-Ман|Мюрреєм Гелл-Манном]] і [[Джордж Цвейг|Джорджем Цвейгом]]. Він запропонував ідею, згідно якої [[Електричний заряд|заряди]] гіпотетичних складових є [[Дріб|дробовими]] і відкинув твердження, що вони є частинками. У той час підхід Чу вважався більш прийнятним, оскільки він не вводив дробових значень заряду і  зосереджувався на експериментально вимірюваних елементах S-матриці, а не на гіпотетичних точкових складових.

У 1959 році італійський теоретик Тулліо Редже,  виявив, що пов'язані стани в квантовій механіці можуть бути організовані в сім'ї, відомі як [[Теорія Редже|траєкторії Редже]], причому кожна сім'я має характерні [[Момент імпульсу|кутові моменти]].<ref>Regge, Tullio, "Introduction to complex angular momentum," ''Il Nuovo Cimento Series'' 10, Vol. 14, 1959, p. 951.</ref> Цю ідея була  узагальнена до релятивістської квантової механіки [[Стенлі Мандельштам]]а, Володимира Грибова та Марселя Фруассара , використовуючи математичний метод (подання Зоммерфельда – Ватсона ),яку виявили десятиліттями раніше [[Арнольд Зоммерфельд]]. Результат було названо формулою Фруассара – Грибова.<ref>White, Alan. R. (2000). [[arxiv:hep-ph/0002303|"The Past and Future of S-Matrix Theory"]].</ref>

У 1961 р. Джеффрі Чу і Стівен Фраучі визнали, що [[мезони]] мають прямолінійні траєкторії Редже<ref>{{Cite journal|last=Chew|first=Geoffrey|last2=Frautschi|first2=S.|year=1961|title=Principle of Equivalence for all Strongly Interacting Particles within the S-Matrix Framework|journal=Physical Review Letters|volume=7|issue=10|pages=394–397|bibcode=1961PhRvL...7..394C|doi=10.1103/PhysRevLett.7.394}}</ref>, а розсіювання цих частинок повинно падати експоненціально швидко під великими кутами. З таким представленням теоретики сподівались побудувати теорію [[Список частинок|складених частинок]] на траєкторіях Редже, амплітуди розсіювання яких мали [[Асимптота|асимптотичну]] форму, як і повинно бути по теорії Редже.

Значним кроком вперед у підході до бутстрапа став принцип подвійності DHS, який запровадили Річард Долен, Девід Хорн та Крістоф Шмід у 1967 р.<ref>{{Cite journal|last=Dolen|first=R.|last2=Horn|first2=D.|last3=Schmid|first3=C.|year=1967|title=Prediction of Regge-parameters of rho poles from low-energy pi-N scattering data|url=|journal=Physical Review Letters|volume=19|issue=7|pages=402–407|bibcode=1967PhRvL..19..402D|doi=10.1103/physrevlett.19.402}}</ref> в [[Каліфорнійський технологічний інститут|Caltech]] (оригінальний термін для цього був "середня дуальність" або "скінченність" подвійність правила суми енергії (FESR) "). Дослідники помітили, що [[Теорія Редже|описи]] обміну [[Теорія Редже|полюсами Редж]] (при високій енергії) та резонансні (при низькій енергії) описи пропонують кілька уявлень / наближень одного і того ж фізично спостережуваного процесу.<ref>Rickles 2014, pp. 38–9.</ref>

== 1968–1974: модель подвійного резонансу ==
Перша модель, в якій адронні частинки по суті слідують за траєкторіями Редже, є модель подвійного резонансу, побудована [[Ґабріеле Венеціано|Габріеле Венеціано]] в 1968 р.<ref>{{Cite journal|last=Veneziano|first=G|year=1968|title=Construction of a crossing-symmetric, Reggeon-behaved amplitude for linearly rising trajectories|url=http://cds.cern.ch/record/390478|journal=[[Il Nuovo Cimento A]]|volume=57|issue=1|pages=190–197|bibcode=1968NCimA..57..190V|doi=10.1007/BF02824451|accessdate=1 грудня 2020|archive-date=19 травня 2022|archive-url=https://web.archive.org/web/20220519080932/http://cds.cern.ch/record/390478}}</ref> який зазначив, що [[бета-функція]] [[Леонард Ейлер|Ейлера]] може бути використана для опису даних амплітуди розсіювання 4-частинок для таких частинок. Амплітуду розсіяння Венеціано  узагальнили до амплітуди ''N -'' частинок Зіро Коба та Хольгер Бех Нільсен<ref>{{Cite journal|last=Koba|first=Z.|last2=Nielsen|first2=H.|year=1969|title=Reaction amplitude for N-mesons: A generalization of the Veneziano-Bardakçi-Ruegg-Virasoro model|url=|journal=Nuclear Physics B|volume=10|issue=4|pages=633–655|bibcode=1969NuPhB..10..633K|doi=10.1016/0550-3213(69)90331-9}}</ref> (відомий під назвою назву формалізму Коба – Нільсена), і до того, що визнано Мігель Вірасоро<ref>{{Cite journal|last=Virasoro|first=M|year=1969|title=Alternative constructions of crossing-symmetric amplitudes with Regge behavior|url=|journal=Physical Review|volume=177|issue=5|pages=2309–2311|bibcode=1969PhRv..177.2309V|doi=10.1103/physrev.177.2309}}</ref> та Джоель А. Шапіро<ref>{{Cite journal|last=Shapiro|first=J. A.|year=1970|title=Electrostatic analogue for the Virasoro model|url=|journal=Physics Letters B|volume=33|issue=5|pages=361–362|bibcode=1970PhLB...33..361S|doi=10.1016/0370-2693(70)90255-8}}</ref> , яку названо Шапіро – Вірасоро.

У 1969 р. Правила Чан – Патона <ref>{{Cite journal|last=Chan|first=H. M.|last2=Paton|first2=J. E.|year=1969|title=Generalized Veneziano Model with Isospin|url=http://cds.cern.ch/record/349893|journal=Nucl. Phys. B|volume=10|issue=3|page=516|bibcode=1969NuPhB..10..516P|doi=10.1016/0550-3213(69)90038-8|accessdate=1 грудня 2020|archive-date=21 січня 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180121063239/http://cds.cern.ch/record/349893}}</ref> дозволили додавати фактори [[Ізотопічний спін|ізоспіну]] до моделі Венеціано.<ref>Rickles 2014, p. 5.</ref>

У 1969–70 рр. [[Намбу Йоїтіро|Йоічіро Намбу]],<ref>Nambu, Y. (1970). "Quark model and the factorization of the Veneziano amplitude." In R. Chand (ed.), ''Symmetries and Quark Models: Proceedings of the International Conference held at Wayne State University, Detroit, Michigan, June 18–20, 1969'' (pp. 269–277). Singapore: World Scientific.</ref> Хольгер Бех Нільсен<ref>Nielsen, H. B. "An almost physical interpretation of the dual N point function." [[Nordita]] preprint (1969); unpublished.</ref> та [[Леонард Сасскінд|Леонард Суссінд]]<ref>{{Cite journal|last=Susskind|first=L|year=1969|title=Harmonic oscillator analogy for the Veneziano amplitude|url=|journal=Physical Review Letters|volume=23|issue=10|pages=545–547|bibcode=1969PhRvL..23..545S|doi=10.1103/physrevlett.23.545}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Susskind|first=L|year=1970|title=Structure of hadrons implied by duality|url=|journal=Physical Review D|volume=1|issue=4|pages=1182–1186|bibcode=1970PhRvD...1.1182S|doi=10.1103/physrevd.1.1182}}</ref> представили фізичну інтерпретацію амплітуди Венеціано. Вони представили ядерні сили як вібруючі одновимірні струни. Однак цей опис сильної сили  дав багато прогнозів, які суперечать експериментальним висновкам.

П'єр Рамонд<ref>{{Cite journal|last=Ramond|first=P.|year=1971|title=Dual Theory for Free Fermions|url=|journal=Phys. Rev. D|volume=3|issue=10|page=2415|bibcode=1971PhRvD...3.2415R|doi=10.1103/PhysRevD.3.2415}}</ref> незалежно  від [[Джон Шварц|Джона Х. Шварца]] та Андре Неве<ref>{{Cite journal|last=Neveu|first=A.|last2=Schwarz|first2=J.|year=1971|title=Tachyon-free dual model with a positive-intercept trajectory|url=|journal=Physics Letters|volume=34B|issue=6|pages=517–518|bibcode=1971PhLB...34..517N|doi=10.1016/0370-2693(71)90669-1}}</ref> у 1971 р. запропонували впровадити ферміони у подвійну модель. Це стало поштовхом до  отримання концепції "обертання струн" і вказало шлях до методу усунення проблемного [[Тахіони|тахіону]] (див. формалізм RNS).<ref>Rickles 2014, p. 97.</ref>

Моделі подвійного резонансу для сильних взаємодій між 1968 і 1973 рр були  популярним предметом дослідження<ref>Rickles 2014, pp. 5–6, 44.</ref> до того коли [[квантова хромодинаміка]] стала головним напрямком теоретичних досліджень<ref>Rickles 2014, p. 77.</ref> (головним чином завдяки теоретичній привабливості її [[Асимптотична свобода|асимптотичної свободи]]).<ref>Rickles 2014, p. 11 n. 22.</ref>

== 1974–1984: теорія бозонних струн і теорія суперструн ==
У 1974 році Джон Х. Шварц і Джоел Шерк<ref>{{Cite journal|last=Scherk|first=J.|last2=Schwarz|first2=J.|year=1974|title=Dual models for non-hadrons|url=|journal=Nuclear Physics B|volume=81|issue=1|pages=118–144|bibcode=1974NuPhB..81..118S|doi=10.1016/0550-3213(74)90010-8}}</ref> і  Таміко Йонея,<ref>{{Cite journal|last=Yoneya|first=T.|year=1974|title=Connection of dual models to electrodynamics and gravidynamics|url=|journal=Progress of Theoretical Physics|volume=51|issue=6|pages=1907–1920|bibcode=1974PThPh..51.1907Y|doi=10.1143/ptp.51.1907|doi-access=free}}</ref> незалежно один від одного вивчали бозоноподібні моделі [[Вібрація струни|коливань струни]] і виявивли, що їх властивості точно відповідали  [[гравітон]]у, гіпотетичної гравітаційної сили в месенджері частки. Шварц і Шерк стверджували, що теорію струн не сприймали, оскільки фізики недооцінили її сферу. Це призвело до розвитку теорії бозонних струн.

Теорія струн сформульована з точки зору дії Полякова.<ref>[[Barton Zwiebach|Zwiebach, Barton]] (2009). ''A First Course in String Theory''. Cambridge University Press. p. 582.</ref> Вона описує рух струн у просторі та часі. Струни і джерела, як правило, стискаються, щоб мінімізувати свою потенційну енергію. Збереження енергії заважає їм зникнути, і тому вони коливаються. В результаті застосовання ідеї [[Квантова механіка|квантової механіки]] до струн виводять різні коливальні режими струн. Кожен вібраційний стан представляється різною частинкою,маса якої та спосіб, з яким вона може взаємодіяти, визначаються способом вібрації струни - по суті, "[[Ноти|нотою]]" струна "звучить". Шкала нот, кожна з яких відповідає різному виду частинок, називається "[[спектр]]ом" теорії.

Є ''відкриті'' рядки, які мають дві різні кінцеві точки і ''закриті'' рядки, де кінцеві точки об’єднуються, щоб зробити повний цикл. Два типи струн поводяться  по-різному, даючи два спектри.

Рання модель струн має кілька проблем: вона має критичний розмір ''D'' = 26,<ref>{{Citation|last=Lovelace|first=Claud|title=Pomeron form factors and dual Regge cuts|journal=Physics Letters B|volume=34|number=6|year=1971|pages=500–506|bibcode=1971PhLB...34..500L|doi=10.1016/0370-2693(71)90665-4}}.</ref> теорія має фундаментальну нестабільність, наявність тахіонів<ref>Sakata, Fumihiko; Wu, Ke; Zhao, En-Guang (eds.), ''Frontiers of Theoretical Physics: A General View of Theoretical Physics at the Crossing of Centuries'', World Scientific, 2001, p. 121.</ref> (див. [[Тахіонна конденсація|Конденсація тахіону]]); крім того, спектр частинок містить лише [[бозон]]и, такі частинки, як [[фотон]], що має певні правила поведінки. Дослідження того, як теорія струн може включати [[ферміон]]и у свій спектр, призвело до винаходу [[Суперсиметрія|суперсиметрії]] ([[Західний світ|на Заході]])<ref>Rickles 2014, p. 104.</ref> в 1971 році  математичного перетворення між бозонами та ферміонами. Теорії струн, що включають ферміонні коливання, тепер відомі як [[Теорія суперструн|теорії суперструн]].

У 1977 році появилися перші послідовні теорії суперструн (див. нижче)- сімейства безтахіонних унітарних теорій вільних струн, яким передувала Проєкція GSO (названа на честь Фердінандо Гліоцці, Джоеля Шерка та Девіда І. Олива)<ref>{{Cite journal|last=Gliozzi|first=F.|last2=Scherk|first2=J.|last3=Olive|first3=D. I.|year=1977|title=Supersymmetry, Supergravity Theories and the Dual Spinor Model|url=http://cds.cern.ch/record/203097|journal=Nucl. Phys. B|volume=122|issue=2|page=253|bibcode=1977NuPhB.122..253G|doi=10.1016/0550-3213(77)90206-1}}</ref>.

== 1984–1994: перша революція суперструн ==
'''Перша революція суперструн''' є періодом важливих відкриттів. Вона розпочалася в 1984 р.<ref>Rickles 2014, p. 147: "Green and Schwarz's anomaly cancellation paper triggered a very large increase in the production of papers on the subject, including a related pair of papers that between them had the potential to provide the foundation for a realistic [[Об'єднана теорія поля|unified theory]] of both particle physics and gravity."</ref> В цей час стало зрозуміло, що теорія струн здатна описати не лише всі [[Фундаментальна частинка|елементарні частинки]], а і [[Фундаментальні взаємодії|взаємодію]] між ними. Сотні фізиків розпочали працювати над [[Теорія струн|теорією струн]], поскільки вона стала найбільш перспективною ідеєю об'єднання фізичних теорій.<ref>Rickles 2014, p. 157.</ref> Революція розпочалася з відкриття [[Аномалія (фізика)|припинення аномалії]] в теорії струн I типу за допомогою механізму Гріна – Шварца (названий на честь [[Майкл Грін (фізик)|Майкла Гріна]] та Джона Х. Шварца) у 1984 р.<ref>{{Cite journal|last=Green|first=M. B.|last2=Schwarz|first2=J. H.|year=1984|title=Anomaly cancellations in supersymmetric D = 10 gauge theory and superstring theory|journal=Physics Letters B|volume=149|issue=1–3|pages=117–122|bibcode=1984PhLB..149..117G|doi=10.1016/0370-2693(84)91565-X|pmc=|pmid=}}</ref><ref>[[Clifford V. Johnson|Johnson, Clifford V.]] ''D-branes''. Cambridge University Press. 2006, pp. 169–70.</ref> Потім, у 1985 р.,було зроблено новаторське відкриття гетеротичної струни  [[Девід Гросс|Девідом Гроссом]], Джеффрі Харві, Емілем Мартінеком та Райаном Ромом <ref name="GHMR">{{Cite journal|last=Gross|first=D. J.|last2=Harvey|first2=J. A.|last3=Martinec|first3=E.|last4=Rohm|first4=R.|year=1985|title=Heterotic string|url=|journal=Physical Review Letters|volume=54|issue=6|pages=502–505|bibcode=1985PhRvL..54..502G|doi=10.1103/physrevlett.54.502|pmid=10031535}}</ref> У 1985 році Філіп Канделас, [[Ендрю Стромінджер|Ендрю Стромінгер]], Гері Горовіц та [[Едвард Віттен]] зрозуміли, що для отримання <math>N=1</math> [[Суперсиметрія|суперсиметрії]], шість малих додаткових розмірів (критичний вимір ''D'' = 10 теорії суперструн був спочатку відкритий Джоном Шварцом у 1972 р.)<ref>{{Cite journal|last=Schwarz|first=J. H.|year=1972|title=Physical states and pomeron poles in the dual pion model|url=|journal=Nuclear Physics B|volume=46|issue=1|pages=61–74|bibcode=1972NuPhB..46...61S|doi=10.1016/0550-3213(72)90201-5}}</ref> потрібно компактифікувати на [[Многовид Калабі — Яу|колекторі Калабі – Яу]].<ref>{{Cite journal|last=Candelas|first=P.|last2=Horowitz|first2=G.|last3=Strominger|first3=A.|last4=Witten|first4=E.|year=1985|title=Vacuum configurations for superstrings|url=|journal=Nuclear Physics B|volume=258|issue=|pages=46–74|bibcode=1985NuPhB.258...46C|doi=10.1016/0550-3213(85)90602-9}}</ref> ( Компактифікація у теорії струн є узагальненням теорії [[Теорія Калуци — Клейна|Калузи – Клейна]], яка вперше була запропонована ще в 1920-х роках. )<ref>Rickles 2014, p. 89 n. 44.</ref>

В результаті до 1985 року було описано п'ять теорій суперструн. До них входили тип I,<ref name="GS82">Green, M. B., Schwarz, J. H. (1982). "Supersymmetrical string theories." ''Physics Letters B'', '''109''', 444–448 (this paper classified the consistent ten-dimensional superstring theories and gave them the names Type I, Type IIA, and Type IIB).</ref> тип II (IIA та IIB),  і гетеротичний {{Smaller|(SO(32) and ''E''<sub>8</sub>×''E''<sub>8</sub>)}}.<ref name="GHMR"/>

У листопаді 1986 року в журналі " ''Discover'' "  (том 7, № 11)   Гері Таубес  опублікував статтю "Все прив’язано до струн" в якій пояснив теорію струн для популярної аудиторії.

У 1987 році Ерік Бергсхофф, Ергін Сезгін та Пол Таунсенд показали, що в одинадцяти вимірах не існує надструн (найбільша кількість вимірів, що відповідає одному гравітатону в теоріях [[Супергравітація|супергравітації]] )<ref>This was demonstrated in [[Werner Nahm|Nahm, Werner]], "Supersymmetries and their representations". ''Nuclear Physics B'' '''135''' no 1 (1978) pp 149-166, doi:[https://dx.doi.org/10.1016/0550-3213(78)90218-3 10.1016/0550-3213(78)90218-3] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200210233123/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0550321378902183 |date=10 лютого 2020 }}</ref> а супермембрани.<ref>E. Bergshoeff, E. Sezgin, P. K. Townsend, "Supermembranes and Eleven-Dimensional Supergravity," ''Phys. Lett. B'' '''189''': 75 (1987).</ref>

== 1994–2003: друга революція суперструн ==
'''Друга революція суперструн''' відбулася приблизно між 1994 і 1995 рр.<ref>Rickles 2014, p. 208 n. 2.</ref> Ще на початку 1990-х років Едвард Віттен та інші вчені запропонували вагомі докази того, що різні теорії суперструн були різними межами 11-мірної теорії<ref>It was [[Едвард Віттен|Edward Witten]] who observed that the theory must be an 11-dimensional one in {{Cite journal|last=Witten|first=Edward|date=1995|title=String theory dynamics in various dimensions|journal=Nuclear Physics B|volume=443|issue=1|pages=85–126|arxiv=hep-th/9503124|bibcode=1995NuPhB.443...85W|doi=10.1016/0550-3213(95)00158-O}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Duff|first=Michael|author-link=Michael Duff (physicist)|date=1998|title=The theory formerly known as strings|url=https://archive.org/details/sim_scientific-american_1998-02_278_2/page/64|journal=Scientific American|volume=278|issue=2|pages=64–9|bibcode=1998SciAm.278b..64D|doi=10.1038/scientificamerican0298-64}}</ref> Ця теорія стала відомою під назвою [[М-теорія]]<ref>When Witten named it M-theory, he did not specify what the "M" stood for, presumably because he did not feel he had the right to name a theory he had not been able to fully describe. The "M" sometimes is said to stand for Mystery, or Magic, or Mother. More serious suggestions include Matrix or Membrane. [[Шелдон Лі Ґлешоу|Sheldon Glashow]] has noted that the "M" might be an upside down "W", standing for Witten. Others have suggested that the "M" in M-theory should stand for Missing, Monstrous or even Murky. According to Witten himself, as quoted in the [https://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/ PBS documentary] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060615014438/http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/ |date=15 червня 2006 }} based on [[Браян Грін|Brian Greene's]] ''{{iw|The Elegant Universe}}'', the "M" in M-theory stands for "magic, mystery, or matrix according to taste."</ref> (детальніше див. Вступ до M -теорія ). Ці відкриття і стали причиною другої революції суперструн.

Різні версії [[Теорія суперструн|теорії суперструн]] були відомі як S-дуальність, [[Т-дуальність|T-дуальність]], U-дуальність, [[Дзеркальна симетрія (теорія струн)|дзеркальна симетрія]] та багатоколірні переходи. Деякі теорії струн також були пов'язані з М-теорією.

[[Джозеф Полчинскі]] у 1995 р.виявив, що теорія вимагає включення D-бранес  як об'єкта вищої розмірності.<ref>{{Cite journal|last=Polchinski|first=J|year=1995|title=Dirichlet branes and Ramond-Ramond charges|url=|journal=Physical Review D|volume=50|issue=10|pages=R6041–R6045|arxiv=hep-th/9510017|bibcode=1995PhRvL..75.4724P|doi=10.1103/PhysRevLett.75.4724|pmid=10059981}}</ref> Це джерела електричного та магнітного полів Рамдон-Рамдон, вони необхідні для подвійності струн.<ref>Rickles 2014, p. 212.</ref> D-бранес додав додаткову багату математичну структуру до теорії та відкрив можливості для побудови в теорії реалістичних космологічних моделей (детальніше див. У космології Брена ).

[[Хуан Малдасена|Хуан Мальдацена]] у 1997– 98 рр. заявив про взаємозв'язок між теорією струн і <nowiki><i id="mwAVg">N</i></nowiki> = 4 суперсиметричною теорією Янга – Міллса, [[Калібрувальна інваріантність|каліброваною теорією]].<ref>{{Cite journal|last=Maldacena|first=Juan|year=1998|title=The Large N limit of superconformal field theories and supergravity|journal=Advances in Theoretical and Mathematical Physics|volume=2|issue=4|pages=231–252|arxiv=hep-th/9711200|bibcode=1998AdTMP...2..231M|doi=10.4310/ATMP.1998.V2.N2.A1}}</ref> Цю заяву назвали [[AdS/CFT-відповідність|кореспонденцією AdS / CFT]]. Вона породила великий інтерес до [[Фізика елементарних частинок|фізики високих енергій]].<ref>Rickles 2014, p. 207.</ref> Це, практично, реалізація голографічного принципу, який має далекосяжні наслідки. Кореспонденція AdS / CFT допомогла з’ясувати таємниці [[Чорна діра|чорних дір]], яку запропонував  [[Стівен Гокінг|Стівен Хокінг]].<ref>Rickles 2014, p. 222.</ref> Вважається, що це дозволяє вирішити інформаційний парадокс чорної діри.<ref>{{Cite journal|last=Maldacena|first=Juan|year=2005|title=The Illusion of Gravity|url=http://www.sns.ias.edu/~malda/sciam-maldacena-3a.pdf|journal=Scientific American|volume=293|issue=5|pages=56–63|bibcode=2005SciAm.293e..56M|doi=10.1038/scientificamerican1105-56|pmid=16318027|archive-url=https://web.archive.org/web/20131110061237/http://www.sns.ias.edu/~malda/sciam-maldacena-3a.pdf|archive-date=2013-11-10}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131110061237/http://www.sns.ias.edu/~malda/sciam-maldacena-3a.pdf |date=2013-11-10 }} (p. 63.)</ref>

== 2003 – сьогодні ==
Відкриття Майклом Р. Дугласом ландшафту теорії струну 2003 році<ref>Douglas, Michael R., "The statistics of string / M theory vacua", ''JHEP'' '''0305''', 46 (2003). {{Arxiv|hep-th/0303194}}</ref> свідчить про те, що теорія струн має багато нееквівалентних [[Хибний вакуум|помилкових вакуумів]].<ref>The most commonly quoted number is of the order 10<sup>500</sup>. See: Ashok S., Douglas, M., "Counting flux vacua", ''JHEP'' '''0401''', 060 (2004).</ref> Це призвело до подальших роздумів  як [[Космологія|космологію]] можна включити в теорію.<ref>Rickles 2014, pp. 230–5 and 236 n. 63.</ref>

В 2003 році Шаміт Качру,  Андрій Лінде, [[Рената Каллош]] та Сандіп Тріведі  запропоновали можливий механізм вакуумної стабілізації теорії струн ( механізм KKLT ).<ref>{{Cite journal|last=Kachru, Shamit|last2=Kallosh, Renata|last3=Linde, Andrei|last4=Trivedi, Sandip P.|year=2003|title=de Sitter Vacua in String Theory|journal=Physical Review D|volume=68|issue=4|pages=046005|arxiv=hep-th/0301240|bibcode=2003PhRvD..68d6005K|doi=10.1103/PhysRevD.68.046005}}</ref>

== Примітки ==
{{Reflist|2}}

[[Категорія:Історія фізики]]
[[Категорія:Теорія струн]]