Matrix-Theorie als Alternative zur Stringtheorie?
Die Physiker Harold Steinacker und Jochen Zahn haben eine mögliche Alternative zur Stringtheorie entdeckt. Copyright: Universität Wien
Auch nach der spektakulären Entdeckung des Higgs-Teilchens 2012 am CERN bleibt die Suche nach einer umfassenden Theorie der fundamentalen Wechselwirkungen eines der grossen ungelösten Probleme in der theoretischen Physik. Besondere Schwierigkeiten bereitet die Zusammenführung von Quantenmechanik und Gravitation.
Physiker um Harold Steinacker von der Universität Wien untersuchen mit sogenannten Matrix-Modellen einen alternativen Zugang zur favorisierten Stringtheorie. Dazu publizierten sie kürzlich im Fachjournal „Progress of Theoretical and Experimental Physics“.
Die Stringtheorie liefert für die Verbindung von Quantenmechanik und Gravitation einen weitreichenden Ansatz, führt aber in ihrer konventionellen Formulierung zu einer unüberschaubaren Vielfalt von Möglichkeiten. Dadurch ist die Vorhersagekraft der Theorie stark eingeschränkt. Hier setzt das vom FWF geförderte Projekt von Harold Steinacker, theoretischer Physiker an der Universität Wien, an.
„Die von uns genutzten, so genannten Matrix-Modelle sind bemerkenswert einfach. Dabei sind alle physikalischen Objekte und deren Dynamik in wenigen Matrizen codiert und beschrieben, insbesondere auch die Raumzeit und deren Geometrie“, so Steinacker: „Die Modelle ermöglichen es, tiefliegende Fragen, z.B. über die Quantenstruktur der Raumzeit oder die Zahl der Dimensionen unserer Raumzeit zu untersuchen“.
Die Tragweite dieses Zugangs ist allerdings umstritten: Insbesondere war bisher nicht klar, ob damit eine realistische Beschreibung der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen überhaupt möglich ist. Knackpunkt hierbei ist eine essentielle Eigenschaft des Standard-Modells der Elementarteilchen, die sogenannte Chiralität. Es war nicht klar, ob und wie diese Eigenschaft in Matrix-Modellen realisiert werden kann.
Chiralität als Schlüsseleigenschaft
In der nun veröffentlichten Arbeit konnten Harold Steinacker und Jochen Zahn zeigen, dass auch die chiralen Eigenschaften des Standard-Modells im Rahmen der Matrix-Modelle zu realisieren sind. Sie fanden erstmals eine Konfiguration im Matrix-Modell, die dem Standard-Modell der Elementarteilchen zumindest in wesentlichen Zügen nahekommt. Der Ansatz führt zu einer Erweiterung insbesondere des Higgs-Sektors des Standard-Modells, dem eine geometrische Rolle zugewiesen wird, wenn auch in einer derzeit noch spekulativen Form.
Quanten-Geometrie
Grundlage hierfür sind neue mathematische Techniken der Quanten-Geometrie, welche in den vergangenen Jahren insbesondere an der Universität Wien entwickelt und adaptiert wurden. Die physikalischen Eigenschaften der Modelle können durch solche Quanten-Geometrien in zusätzlichen Dimensionen beschrieben und verstanden werden. „Der Zugang über Matrix-Modelle ermöglicht es dabei, Ideen der Stringtheorie aufzugreifen, die damit zusammenhängenden Probleme aber zu umgehen“, erklärt Steinacker.
Diese Entwicklungen eröffnen einen bemerkenswert einfachen Zugang auf der Suche nach einer einheitlichen Theorie der fundamentalen Wechselwirkungen, in dem die Quantenphysik auch die Struktur der Raumzeit bestimmt. Bis zu einem hinreichenden Verständnis dieser Matrix-Modelle und deren Tragfähigkeit als fundamentale Theorie sei es jedoch noch ein langer unerforschter Weg, so der Physiker abschließend.
Publikation:
An extended standard model and its Higgs geometry from the matrix model: Harold C. Steinacker, Jochen Zahn. In: Progress of Theoretical and Experimental Physics 2014;
Doi: 10.1093/ptep/ptu111
Wissenschaftlicher Kontakt
Priv.-Doz. Dr. Harold C. Steinacker
Mathematische Physik
Fakultät für Physik,
Universität Wien
1090 Wien, Boltzmanngasse 5
T +43-4277-515 26
harold.steinacker@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Veronika Schallhart
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
Universität Wien
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-602 77-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 15 Fakultäten und vier Zentren arbeiten rund 9.700 MitarbeiterInnen, davon 6.900 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit auch die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 92.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. 1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum. www.univie.ac.at
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie
Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.
Neueste Beiträge
Selen-Proteine …
Neuer Ansatzpunkt für die Krebsforschung. Eine aktuelle Studie der Uni Würzburg zeigt, wie ein wichtiges Enzym in unserem Körper bei der Produktion von Selen-Proteinen unterstützt – für die Behandlung von…
Pendler-Bike der Zukunft
– h_da präsentiert fahrbereiten Prototyp des „Darmstadt Vehicle“. Das „Darmstadt Vehicle“, kurz DaVe, ist ein neuartiges Allwetter-Fahrzeug für Pendelnde. Es ist als schnelle und komfortable Alternative zum Auto gedacht, soll…
Neuartige Methode zur Tumorbekämpfung
Carl-Zeiss-Stiftung fördert Projekt der Hochschule Aalen mit einer Million Euro. Die bisherige Krebstherapie effizienter gestalten bei deutlicher Reduzierung der Nebenwirkungen auf gesundes Gewebe – dies ist das Ziel eines Projekts…
Die Matrixtheorie als Alternative zur Stringtheorie; Egal wo wir beginnen, ob bei Matrix, oder Strings, kommen wir zu einem Matrix-System das mit der Hauptmatrix eines Quadrats beginnt der auf die 4 Matrix im Hintergrund übergeht, die zentrale Matrix besitzen die vier Grundenergien, alle weitere jeweils 4 Matrizes bekommen zusätzlich die Eigenschaft der hinteren nicht sichtbaren Matrix der Gravitation. Die Stringtheorie zeigt in Praxis dass diese Matrix untereinander,- also hintereinander mit je vier Stringbahnen immer nach hinten verbunden ist. Wenn die Matrizes so ein Quantum aufgebaut haben, machen sie das selbe mit der Anti-Matrix, die je nach Energiezustand links, oder rechts angeordnet ist. Zwischen den beiden Quanten, außer dem zentralen Matrixfeld liegen die Higgs-Boson– Felder, die die beide Quanten binden. Für bessere Orientierung suchen Sie zum Beispiel im Pinerest das Bild von mir „Dunkle Materie kontra Supersymmetrie“ Auf diese Weise haben Sie mit Matrixtheorie die Theorie von Allem, -natürlich mit weiteren Anwendungen und Verwendungen fertig gestellt. Die Energien die die Kräfte der Quarks ausmachen, müssen sie aus der Äonschen Energiewürfel entnehmen.
Weiter kommt jedoch unweigerlich die Stringphysik zur Anwendung wo die Matrixfelder Stringfelder genannt werden, die Kannten die die Matrizes verbinden sind Stringkanäle, die wiederum aus Vielfalt von Matrixmantel (in Mikroformat) bestehen, und der mittleren Matrix umgebende Energien vermitteln. Die Gravitation, die die Matrix in Quanten zusammenhält, baut bei größeren Quanten einen übergeordneten Ring aus einzelnen Matrizes die nebeneinander angeordnet sind, und über die Quantengruppe liegen. Es ist zu beachten, dass auch diese Gravitationsmatrizes nicht aus reine Gravitationsenergie besteht, sondern durch andere Energiematrizes gesteuert wird.
Ich wünsche Ihnen in weiterem Schaffen viel Erfolg
J.K. Äon