Différence entre la gravité quantique de boucle et la théorie des cordes

Le Différence clé entre la gravité quantique de boucle et la théorie des chaînes Est-ce que la gravité quantique de boucle ne tente pas d'unifier les interactions fondamentales, tandis que la théorie des cordes est une tentative théorique d'unifier les quatre interactions fondamentales.

Loop Quantum Gravity est une théorie qui relève de la gravité quantique, et il vise à fusionner la mécanique quantique et la relativité générale. La théorie des cordes est un cadre théorique où les particules ponctuelles (de physique des particules) sont remplacées par des cordes de noms d'objets D. Les quatre interactions fondamentales qui sont discutées ci-dessus dans la section de différence clé sont les interactions gravitationnelles, les interactions électromagnétiques, les interactions fortes et les interactions faibles.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que la gravité quantique de boucle 
3. Qu'est-ce que la théorie des cordes
4. Loop Quantum Gravity vs Théorie des chaînes sous forme tabulaire
5. Résumé - Loop Quantum Gravity vs String Theory

Qu'est-ce que la gravité quantique de boucle?

Loop Quantum Gravity est une théorie qui relève de la gravité quantique, et il vise à fusionner la mécanique quantique et la relativité générale. Cela se fait par l'incorporation d'un modèle standard dans le cadre du boîtier de gravité quantique pur. Nous pouvons abréger cette théorie comme LQG, Et c'est un candidat pour la gravité quantique, où il est en concurrence avec la théorie des cordes.

Nous pouvons comprendre cette théorie comme une tentative de développer une théorie quantique de la gravité. Nous pouvons faire ce développement en fonction de la formulation géométrique d'Einstein où nous ne traitons pas la gravité comme une force. Là, nous devons supposer que la théorie de la gravité quantique de boucle a quantifié l'espace et le temps de manière analogue à la quantification de l'énergie et de l'élan en mécanique quantique. Par conséquent, cette théorie nous donne une indication de l'espace-temps où l'espace et le temps semblent granulaires et discrets directement en raison de la quantification, qui est similaire aux photons dans la théorie quantique concernant l'électromagnétisme et les niveaux d'énergie discrets des atomes.

Figure 01: détecteur de particules CMS

De plus, cette théorie postule que la structure de l'espace se compose de boucles finies tissées en un réseau fin similaire au tissu. Nous appelons ces réseaux de réseaux de spin. Cependant, l'espace lui-même préfère une structure atomique. Il existe deux approches de recherche pour cette théorie, qui incluent la gravité quantique de boucle canonique plus traditionnelle et la nouvelle gravité quantique de boucle covariante.

Qu'est-ce que la théorie des cordes?

La théorie des cordes est un cadre théorique où les particules ponctuelles de la physique des particules sont remplacées par des cordes de noms d'objets D. Cette théorie peut décrire la propagation des cordes à travers l'espace et leurs interactions entre elles. En ce qui concerne les échelles plus grandes, une chaîne a tendance à apparaître comme une particule ordinaire ayant sa masse, sa charge, etc., Et nous pouvons les déterminer à travers l'état vibrationnel de cette chaîne.

Nous pouvons observer que la théorie des cordes considère un ou plusieurs états vibrationnels d'une chaîne de particules comme une propriété correspondante à la gravitation, qui est une particule mécanique quantique transportant une force gravitationnelle. Par conséquent, nous pouvons dire que la théorie des cordes est une théorie de la gravité quantique.

De plus, la théorie des cordes contribue aux progrès de la physique mathématique qui sont appliqués dans une variété de problèmes concernant la physique des trous noirs ainsi que dans la cosmologie de l'univers précoce, la physique nucléaire, etc.

Lorsque l'on considère l'histoire de cette théorie, elle est d'abord arrivée dans les années 1960 comme une théorie de la forte force nucléaire. Cependant, il a été abandonné en faveur de la chromodynamique quantique. Plus tard, les scientifiques ont compris que les principales propriétés de la théorie des cordes le rendent inadapté à la physique nucléaire et ont été affectés à la théorie quantique de la gravité. Nous pouvons identifier le premier modèle de la théorie des cordes en tant que théorie de la chaîne bosonique. Cette théorie ne comprenait que des particules de bosons, qui ont ensuite été développées en théorie du superstring qui indiquait la relation ou la «supersymétrie» des bosons et des fermions.

Quelle est la différence entre la gravité quantique de boucle et la théorie des cordes?

Loop Quantum Gravity est une théorie qui relève de la gravité quantique, et il vise à fusionner la mécanique quantique et la relativité générale. La théorie des cordes est un cadre théorique où les particules ponctuelles (de physique des particules) sont remplacées par des cordes de noms d'objets D. La principale différence entre la gravité quantique de boucle et la théorie des cordes est que la gravité quantique de boucle n'essaie pas d'unifier les interactions fondamentales, tandis que la théorie des cordes est une tentative théorique pour unifier les quatre interactions fondamentales.

L'infographie ci-dessous résume les différences entre la gravité quantique de boucle et la théorie de la chaîne sous forme tabulaire.

Résumé - Loop Quantum Gravity vs String Theory

La principale différence entre la gravité quantique de boucle et la théorie des cordes est que la gravité quantique de boucle n'essaie pas d'unifier les interactions fondamentales, tandis que la théorie des cordes est une tentative théorique pour unifier les quatre interactions fondamentales. Les quatre interactions fondamentales qui sont discutées ci-dessus dans la section de différence clé sont les interactions gravitationnelles et électromagnétiques, les interactions fortes et faibles.

Référence:

1. «Théorie des cordes expliquée: un guide de base de la théorie des chaînes - 2021." Cours de maître, Masterclass, 5 mai 2021.

Image gracieuseté:

1. «CMS Higgs-Event» par Lucas Taylor / Cern - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Calabi Yau Formatté» par travail dérivé: Polytope24 / Calabi Yau.JPG: JBourjai (en utilisant la sortie Mathematica) - Ce fichier a été dérivé de: Calabi Yau.JPG (domaine public) via Commons Wikimedia