Slingkvantgravitation är en av teorierna om kvantgravitation baserad på begreppet diskret rum-tid [1] [2] och antagandet om endimensionalitet av fysiska excitationer av rum-tid på Planck-skalor [3] . Möjliggör den kosmologiska hypotesen om ett pulserande universum [4] .
Grundarna av "loop quantum theory of gravity" på 1980-talet är Lee Smolin , Abay Ashtekar , Ted Jacobson och Carlo Rovelli . Enligt denna teori är rum och tid sammansatta av diskreta delar. Dessa små kvantceller i rymden är kopplade till varandra på ett visst sätt, så att de på små skalor av tid och längd skapar en brokig, diskret struktur av rymden, och på stora skalor förvandlas de smidigt till en kontinuerlig jämn rumtid .
En av fördelarna med slingkvantteorin om gravitation är den naturlighet med vilken standardmodellen för elementarpartikelfysik får sin förklaring i den .
I sin artikel från 2005 [5] föreslog S. Bilson-Thompson ( Sundance Bilson-Thompson ) en modell (uppenbarligen baserad på den mer allmänna teorin om hjärnor (matematiska flätor) av M. Khovanov [6] [7] ) där rishons Harari har förvandlats till långa , bandliknande föremål som kallas band . Potentiellt kan detta förklara orsakerna till självorganiseringen av delkomponenter av elementarpartiklar, vilket leder till uppkomsten av en färgladdning , medan i den tidigare preon (rishon) modellen var grundelementen punktpartiklar, och färgladdningen postulerades . Bilson-Thompson kallar sina förlängda band "gelons", och modellen - gelon. Denna modell leder till en förståelse av den elektriska laddningen som en topologisk enhet som uppstår när banden vrids.
I en andra uppsats publicerad av Bilson-Thompson 2006, tillsammans med F. Markopolou ( Fotini Markopolou ) och L. Smolin ( Lee Smolin ), föreslogs det att för varje teori om kvantgravitation som tillhör klassen av slingor där rymd- tiden kvantiseras, exciterade tillstånd av rum-tid själv kan spela rollen som preoner, vilket leder till uppkomsten av standardmodellen som en framväxande egenskap hos teorin om kvantgravitation [8] .
Således föreslog Bilson-Thompson et al att teorin om slingkvantgravitation kunde reproducera standardmodellen genom att automatiskt förena alla fyra grundläggande krafter . Samtidigt, med hjälp av preoner, presenterade i form av brads (vävar av fibrös rumtid), var det möjligt att bygga en framgångsrik modell av den första generationen grundläggande fermioner ( kvarkar och leptoner ) med mer eller mindre korrekt återgivning av deras avgifter och pariteter [8] .
Den ursprungliga Bilson-Thompson-artikeln föreslog att andra och tredje generationens fundamentala fermioner kunde representeras som mer komplexa hjärnor, och att första generationens fermioner var de enklast möjliga hjärnorna, även om inga specifika representationer av komplexa hjärnor gavs. Man tror att de elektriska laddningarna och färgladdningarna, såväl som pariteten hos partiklar som tillhör generationer av högre rang, bör erhållas på exakt samma sätt som för partiklar av den första generationen. Användningen av kvantberäkningsmetoder gjorde det möjligt att visa att sådana partiklar är stabila och inte sönderfaller under inverkan av kvantfluktuationer [9] .
Bandstrukturer i Bilson-Thompson-modellen representeras som entiteter som består av samma materia som själva rum-tiden [9] . Även om Bilson-Thompson-artiklarna visar hur fermioner och bosoner kan erhållas från dessa strukturer , diskuteras inte frågan om hur Higgs-bosonen kan erhållas med branding i dem.
L. Freidel ( L. Freidel ), J. Kowalski-Glikman ( J. Kowalski-Glikman ) och A. Starodubtsev föreslog i sin artikel 2006 att elementarpartiklar kan representeras med hjälp av Wilson-linjerna i gravitationsfältet, vilket antyder att egenskaperna av partiklar (deras massor, energier och spinn) kan motsvara egenskaperna hos Wilson-loopar - de grundläggande föremålen för teorin om loopkvantgravitation. Detta arbete kan betraktas som ytterligare teoretiskt stöd för Bilson-Thompson preonmodellen [10] .
Genom att använda formalismen hos spinnskummodellen , som är direkt relaterad till teorin om slingkvantgravitation, och endast baserat på de första principerna för den senare, kan man också reproducera några andra partiklar av standardmodellen, såsom fotoner , gluoner [ 11] och gravitoner [12] [13] - oavsett Bilson-Thompson brad-schemat för fermioner. Men från och med 2006 har denna formalism ännu inte kunnat bygga gelonmodeller. Det finns inga hjärnor i gelonmodellen som skulle kunna användas för att konstruera Higgs-bosonen, men i princip förnekar denna modell inte möjligheten att denna boson existerar i form av något slags sammansatt system. Bilson-Thompson noterar att eftersom partiklar med större massor i allmänhet har en mer komplex inre struktur (med hänsyn också till vridningen av brads), kan denna struktur vara relaterad till mekanismen för massbildning. Till exempel, i Bilson-Thompson-modellen, motsvarar strukturen av en foton med noll massa icke-vridna brads. Det är dock fortfarande oklart om fotonmodellen som erhålls inom ramen för spinnskumformalismen [11] motsvarar Bilson-Thompson-fotonen, som i hans modell består av tre otvinnade band [8] (det är möjligt att inom ramen av spinnskumformalismen kan man konstruera flera varianter av fotonmodellen).
Inledningsvis användes begreppet "preon" för att beteckna punktsubpartiklar som ingår i strukturen av fermioner med halvspinn (leptoner och kvarkar). Som redan nämnts leder användningen av punktpartiklar till en massaparadox. I Bilson-Thompson-modellen är band inte "klassiska" punktstrukturer. Bilson-Thompson använder termen "preon" för att bevara kontinuitet i terminologin, men betecknar med denna term en bredare klass av objekt som är komponenter i strukturen av kvarkar, leptoner och gaugebosoner.
Viktigt för att förstå Bilson-Thompsons synsätt är att i hans preonmodell beskrivs elementära partiklar som elektronen i termer av vågfunktioner. Summan av kvanttillstånden för spinnskummet som har koherenta faser beskrivs också i termer av vågfunktionen. Därför är det möjligt att man med hjälp av spinnskumformalismen kan erhålla vågfunktioner motsvarande elementarpartiklar (fotoner och elektroner). För närvarande är föreningen av teorin om elementarpartiklar med teorin om slingkvantgravitation ett mycket aktivt forskningsområde [14] .
I oktober 2006 modifierade Bilson-Thompson sin artikel [15] och noterade att även om hans modell var inspirerad av preonmodeller är den inte strikt preon, så de topologiska diagrammen från hans preonmodell kan med största sannolikhet användas. och i andra grundläggande teorier som t.ex. som till exempel M-teori . De teoretiska begränsningarna som läggs på preon-modeller är inte tillämpliga på hans modell, eftersom egenskaperna hos elementarpartiklar inte härrör från subpartiklarnas egenskaper, utan från dessa subpartiklars bindningar med varandra (brads). En av möjligheterna är till exempel att "bädda in" preoner i M-teorin eller i teorin om loopkvantgravitation.
Sabine Hossenfelder föreslog att två alternativa utmanare för en "teori om allting" - strängteori och loopkvantgravitation - skulle betraktas som sidor av samma mynt. För att slingkvantgravitationen inte ska motsäga den speciella relativitetsteorin, är det nödvändigt att introducera interaktioner i den som liknar de som anses i strängteorin. [16] .
I en modifierad version av sin uppsats erkänner Bilson-Thompson att olösta problem i hans modell förblir partikelmasspektrum , spinn , Cabibbo- blandning och behovet av att knyta sin modell till mer grundläggande teorier.
I en senare version av artikeln [17] beskrivs brads dynamik med hjälp av Pachners övergångar ( engelska Pachner moves ).
| Teorier om gravitation | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||