M teorisi

Sicim teorisi
Süpersicim teorisi
Kuram Sicim teorisi Süpersicim teorisi Bozonsal sicim kuramı M teorisi) tip I sicim teorisi tip II sicim teorisi F teorisi Heterotik sicim Sicim alan teorisi
Kavramlar Sicim Zar (M-kuramı) D-zarı Calabi–Yau çokkatlılığı Holografi ilkesi T-ikililiği S-ikililiği Kac–Moody cebiri E8
İlgili başlıklar Konformal alan teorisi Süpersimetri Süperkütleçekimi Kuantum kütle çekimi
Bilim insanları Duff Green Greene Gross Maldacena Mandelstam Polchinski Polyakov Ramond Scherk Schwarz Sen Susskind Townsend Vafa Veneziano Witten Cooper
Terimler sözlüğü Sicim teorisi sözlüğü
g t d

M-teorisi, 1995 yılında fizikçi Edward Witten tarafından ortaya atılan ve beş farklı süpersicim teorisini tek bir çatı altında birleştirmeyi amaçlayan, on bir boyutlu bir kuramdır. Teori, sicim teorisinin eksikliklerini gidermeyi ve kuantum kütleçekimi ile parçacık fiziğini birleştiren bir "her şeyin teorisi" adayı olmayı hedefler.

• 1980’ler: Sicim teorisi, temel parçacıkların noktasal değil, titreşen 1-boyutlu sicimler olduğunu öne sürdü.
• 1994-1995: Beş ayrı tutarlı süpersicim teorisi keşfedildi:
  1. Tip I
  2. Tip IIA
  3. Tip IIB
  4. Heterotik SO(32)
  5. Heterotik E8​×E8​
• Bu teoriler farklı görünüyor ancak bazı matematiksel dualiteler (S-dualite, T-dualite) ile birbirine bağlanabiliyordu.
• 1995: Edward Witten, Kaliforniya Üniversitesi’nde düzenlenen Strings ’95 konferansında tüm bu teorilerin aslında tek bir 11 boyutlu teorinin farklı sınır durumları olduğunu öne sürdü. Bu yeni teoriye kesin ismi konulmadığı için "M-teorisi" denildi. “M” harfi “Membrane” (zar), “Magic” (büyü), “Mystery” (gizem) veya “Mother” (ana) anlamlarına atfedilir.

• Boyutlar: M-teorisi 11 boyut öngörür:
  • 1 zaman boyutu
  • 10 uzay boyutu Bu boyutların çoğu çok küçük ölçekte (Planck uzunluğu mertebesinde) kompakt hale gelmiştir.
• Temel Yapılar:
  • Sicimler (1-boyutlu): Süpersicim teorisindeki temel titreşen yapılar.
  • Bran’lar (p-brane): p-boyutlu nesneler. Örneğin:
    • 2-boyutlu membranlar (2-brane)
    • 5-boyutlu brane’ler (5-brane)
  • Bu brane’ler sicimlerin genelleştirilmiş halleri olup, sicimler aslında 1-brane’lerdir.
• Dualiteler:
  • S-Dualite: Zayıf kuplaj sabitli teorilerin, güçlü kuplaj sabitli teorilerle ilişkisi.
  • T-Dualite: Büyük yarıçaplı kompakt boyutların, küçük yarıçaplı boyutlarla değiş tokuşu.

M-teorisi, 11-boyutlu süpergravite ile sıkı bağlantılıdır. 11-boyutlu süpergravite, teorinin düşük enerjili sınırıdır. Sicimler, zarlar ve diğer yüksek boyutlu nesneler, kuantum mekaniği ve diferansiyel geometri ile tanımlanır.

• Kuantum kütleçekimi: M-teorisi, kütleçekim kuvvetini kuantum teorisi ile uyumlu biçimde açıklayabilir.
• Evrenin kökeni: Bazı modellerde evrenimiz, yüksek boyutlu brane’lerin çarpışması ile oluşmuş olabilir (ör. ekpyrotik model).
• Kara delikler: Teori, kara deliklerin mikroskobik yapılarını açıklamak için kullanılabilir.

• Deneysel Doğrulama Eksikliği: M-teorisi, Planck ölçeğinde (yaklaşık 10−35 metre) etkili olduğundan doğrudan test edilemez.
• Matematiksel Tamamlanmamışlık: Henüz tam formülasyonu bilinmiyor; teori yalnızca sınır durumlarında iyi tanımlanmış.
• Çoklu Evren (Multiverse) Sorunu: Teori, çok sayıda olası evren çözümü (landscape problemi) öngörür.

• Bilimkurgu eserlerinde, paralel evrenler ve yüksek boyutlu varlıklar kavramlarını açıklamak için kullanılmıştır.
• Bazı popüler bilim kitaplarında (ör. Brian Greene, Michio Kaku) “her şeyin teorisi” olarak tanıtılır.

• Witten, E. (1995). String theory dynamics in various dimensions. Nuclear Physics B, 443(1-2), 85–126.
• Duff, M.J. (1996). M-theory (the theory formerly known as strings). International Journal of Modern Physics A, 11(32), 5623–5642.
• Townsend, P.K. (1996). Four lectures on M-theory. arXiv:hep-th/9612121.