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文字列理論に余分な寸法が必要な理由

文字列理論には、いくつかの理由でよく知られている時空の4つの次元を超えて余分な次元が必要です。

1。異常のキャンセル:文字列理論は、一貫した量子理論と同様に、異常として知られる矛盾がない必要があります。これらの異常は、理論が量子化されている場合に発生し、理論に一定数の余分な次元がある場合にのみキャンセルできます。特に、異常のキャンセルを確保するために10次元が必要です。

2。弦の相互作用の一貫性:弦理論では、基本粒子は点粒子ではなく、小さな振動弦です。これらの文字列は、さまざまな方法で相互作用することができ、これらの相互作用の一部は、4つの次元の存在下で矛盾します。ただし、余分な寸法を導入することにより、これらの相互作用を一貫性と明確に定義することができます。

3。力の統一:弦理論の目標の1つは、重力、電磁気、強い核力、弱い核力など、自然の基本的な力を統一することです。この統一は、高次元の弦理論で達成されます。ここでは、異なる力が弦の異なる振動モードとして生じます。

4。カルザ・クレインのコンパクト化:セオドール・カルザとオスカー・クラインは、20世紀初頭にアイデアを提案し、余分な次元を小さな形に丸くし、低エネルギーで観察できないことを示唆しました。 Kaluza-Kleinのコンパクト化として知られるこの概念は、私たちが日常の世界でこれらの余分な次元を直接観察しない理由を説明するために、文字列理論で利用されています。

文字列理論の余分な次元は、私たちがよく知っている空間的寸法とは異なることに注意することが重要です。それらは通常、非常に小さく、丸くなっている、または何らかの方法で隠されているため、現在の実験技術で直接検出することが困難または不可能です。

これらの余分な側面の存在と性質は、理論物理学における激しい研究と議論のトピックのままです。

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