Zentrale Fragestellungen und aktueller Status der Stringtheorie
A = Andreas
T= Thomas
W = Wilfried
G = Werner (Gravi :-) )
1. Generelle Fragestellungen
WATG 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
1.2 was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (ggf. experimentell überprüfbaren) Vorhersagen?
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
1.4 ist „die“ Stringtheorie tatsächlich eine einheitliche Theorie, oder entspricht sie eher einer Klasse von Theorien, wie z.B. „die“ QFT?
A 1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es?
2. Zusammenhang von Stringtheorie mit anderen Theorien
2.1 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über den Zusammenhang mit etablierten Theorien: QM, Quantenfeldtheorien, Standardmodell, Gravitation / ART?
2.2 gibt es Grundannahmen in der Stringtheorie, die denen der o.g. Theorien widersprechen bzw. diese modifizieren?
T 2.3 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über weitere Theorien: M-, F-Theorie, topologische Strings, Twistor-Strings, Supergravitation, …?
2.4 sind diese Theorien gleichrangig, d.h. dual zueinander oder gibt es fundamentalere bzw. haben einige effektiven bzw. Näherungscharakter?
2.5 welche Zusammenhänge sind exakt bewiesen, welche beruhen auf Näherungen bzw. Vermutungen?
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
W 3.2 welche Vorhersagen sind 1) grundsätzlich bzw. 2) in absehbarer Zeit experimentell überprüfbar, z.B. am LHC?
3.3 welche Aussagen bzw. Annahmen haben nur Modellcharakter und sind prinzipiell nicht überprüfbar?
3.6 ist das Problem der schwierigen Überprüfbarkeit ein grundsätzliches Merkmal einer Quantengravitationstheorie, oder liegt es nur insbesondere bei der Stringtheorie vor?
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
WTG 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
W 4.2 sind die Extradimensionen nun klein (kompaktifiziert) oder groß (mit warp-Faktor)? gibt es dafür ebenfalls eine R – 1/R Dualität?
4.3 gibt es Ansätze zu rein vierdimensionalen Stringtheorien, die ohne die sonst zugrundeliegende 10- dimensionale Raumzeit auskommen?
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
W 4.5 gibt es eine Ableitung oder Motivation der ART als effektive Theorie? ist die Existenz eines Spin-2 Teilchens ausreichend, um von Auftreten der Gravitation zu sprechen?
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
WATG 4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
4.7 können die String- / M-Theorien eine Quantelung der Raumzeit hervorbringen und kann man diese nachweisen?
4.8 sagt die Stringtheorien etwas über Singularitäten (Big Bang, schwarze Löcher), deren Existenz oder Nicht-Existenz (Vermeidung), ihre Entstehung / Ursachen / Vorgeschichte?
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1. Fragenkatalog Stringtheorie
1. Fragenkatalog Stringtheorie
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Ich gebe mal meinen Senf zu dem jetzt nochmals eingedampften Fragenkatalog
1. Generelle Fragestellungen
WATG 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
=> Sollte theoretisch mit dem Artikel einführend beantwortet sein; der nächste Schritt wäre dann auf dem Niveau eines populärwissenschaftlichen Buches (Brian Greene), danach kämen bereits mathematisch geprägte Arbeiten (Lehrbücher).
Frage ist auf jeden Fall interessant, da z.B. Greene doch eher einseitig positiv und kaum kritisch schreibt.
Im Artikel steht explizit, dass es an bestimmten Grundprinzipien fehlt. Beim Standardmodell nenne ich da die klassische Wirkung und die Pfadintegralquantisierung. Diese sind so bei der Stringtheorie nicht entwickelt.
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
=> Diese Frage würde ich einem Exoperten auf jeden Fall stellen, damit er seine Sicht der Dinge darstellen kann. Ansonsten haben wir hier im Fragenkatalog bestimmt einige davon zusammengetragen.
A 1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es?
=> Das Problem ist, dass die Theorie 10^500 oder mehr Vacua erlaubt, jedoch keinen Hinweis darauf liefert, welches „unseres“ ist und warum gerade dieses. Also weder konnte unser Vakuum sowie alle Teilchen / Felder, Massen, WWs gefunden werden (sondern nur einige mit grundsätzlich ähnlichen Strukturen), noch gibt es ein Prinzip, der ein bestimmtes Vakuum bevorzugt.
Es gibt zum einen das extrem umstrittene anthropische Prinzip, zum anderen Ansätze zu einer Art Kartographierung sowie zu einer statistischen Durchmusterung.
Da dieses Thema momentan die Community entzweit wie kein anderes, sollte man die Frage auf jeden Fall stellen.
2. Zusammenhang von Stringtheorie mit anderen Theorien
T 2.3 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über weitere Theorien: M-, F-Theorie, topologische Strings, Twistor-Strings, Supergravitation, …?
=> Ich hab die Frage mal stehen lassen, owohl nur ich sie als interessant bewertet habe. Fakt ist, dass alle Experten der Überzeugung sind, dass neben den eindimensionalen Objekten auch höherdimensionale Objekte (Branen) betrachtet werden müssen. Für diese M-Theorie (in 11 dim. Raumzeit) fehlt jedoch noch mehr als bei den Strings das Grundprinzip.
Dann habe ich mal was von einer umfassenderen F-Theorie gelesen, weiß jedoch nicht, was das genau sein soll.
Topologische Strings sind ein Mini-Modell, das jedoch bestimmte Probleme zu lösen scheint.
Witten hat versucht, den Twistor-Ansatz mit der ST in Verbindung zu bringen. Penrose meint, dass er da noch keine physikalische Theorie erkennen könne.
Supergravitation kann als ein bestimmter Limes einer bestimmten Variante der Stringtheorie verstanden werden.
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
=> ich kenne keine!
W 3.2 welche Vorhersagen sind 1) grundsätzlich bzw. 2) in absehbarer Zeit experimentell überprüfbar, z.B. am LHC?
=> Ich kenne wiederum keine! Was am LHC erwartet wird sind evtl. Indizien für Supersymmetrie. Das würde die Stringtheorie zwar stärken, jedoch noch nicht bestätigen, da die Supersymmetrie als eigenständige Theorie (z.B. MSSM) auch ohne Stringtheorie auskommt.
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
=> es gibt Indizien dafür, da sich bestimmte Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas über eine zur S-QCD duale Theorie berechnen lassen. Einschränkung ist, dass es keine experimentelle Bestätigung der S-QCD (also supersymmetrische Version der QCD) gibt.
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
WTG 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
=> Weiß ich nichts dazu.
W 4.2 sind die Extradimensionen nun klein (kompaktifiziert) oder groß (mit warp-Faktor)? gibt es dafür ebenfalls eine R – 1/R Dualität?
=> kann ich nichts dazu sagen; beides ist wohl möglich, wobei die großen Extradimensionen in den Branentheorien ebenfalls künstlich wirken, da man einen Warpfaktor in der Metrik einbauen muss, um sie zu verstecken.
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
=> Ich habe mal die Behauptung gelesen (Penrose, Woit, Smolin?), dass die kompaktifizierten Extradimensionen dynamisch instabil sind und zu Singularitäten kollabieren müssten. Also eine sehr spannende Frage.
W 4.5 gibt es eine Ableitung oder Motivation der ART als effektive Theorie? ist die Existenz eines Spin-2 Teilchens ausreichend, um von Auftreten der Gravitation zu sprechen?
=> Zum ersten: ja – in gewisser Weise.
Die ST ist nur in bestimmten, nicht-dynamischen Raumzeiten formulierbar (meines Wissens nach muss ein zeitartiger Killing-Vektor existieren). Üblicherweise verwendet man das flache Minkowski-Vakuum, also kein realistisches Modell wie Schwarzschild-Lösung oder FRW-Kosmologie.
Dann kann man die masselosen String-Anregungen analysieren. Diese enthalten (laut Aussage der Experten) immer (ich kann es nur in unrealistisch vereinfachten Modellen mathematisch nachvollziehen) ein Spin-2 Graviton, das quasi kleine Störungen der Hintergrundmetrik transportiert.
Was immer (meine Anmerkungen in Klammer zu „immer“ gelten ebenfalls) auftritt, ist eine mathematische Konsistenzbedingung für die Metrik – und o Wunder – es sind die Einstein-Gleichungen.
Zum zweiten nein.
Das Graviton transportiert eben nur störungstheoretisch in niedrigster Ordnung die Gravitations-WW. Realistische, d.h. starke Felder / Krümmung / Metriken können nicht untersucht werden.
Da ich aber eine Laie bin, sollte eben ein Experte seine Meinung sagen.
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
=> Weiß ich nichts drüber. Die einzige Aussage, die ich kenne ist, dass es sich bei dieser Dualität nicht um ein mathematisches Theorem handelt, sondern nur um die Äquivalenz zweier Theorien in einem bestimmten Regime (kleiner Kopplung / large-N Limes). Also auch dazu muss ein Experte was sagen.
WATG 4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
=> Soweit ich weiß gar nicht! Es gibt nur Ansätze in sogenannten topologischen Stringtheorien, die zeigen, dass verschiedenen Theorien auf Basis verschiedener Hintergrund-Metriken in gewisser Weise äquivalent sind, d.h. dass zwar keine Diffeomorphismen-Invarianz auftritt, jedoch die Wahl des Hintergrundes irrelevant wird. Topologische Stringtheorien sind jedoch nur Spielzeugmodelle.
1. Generelle Fragestellungen
WATG 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
=> Sollte theoretisch mit dem Artikel einführend beantwortet sein; der nächste Schritt wäre dann auf dem Niveau eines populärwissenschaftlichen Buches (Brian Greene), danach kämen bereits mathematisch geprägte Arbeiten (Lehrbücher).
Frage ist auf jeden Fall interessant, da z.B. Greene doch eher einseitig positiv und kaum kritisch schreibt.
Im Artikel steht explizit, dass es an bestimmten Grundprinzipien fehlt. Beim Standardmodell nenne ich da die klassische Wirkung und die Pfadintegralquantisierung. Diese sind so bei der Stringtheorie nicht entwickelt.
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
=> Diese Frage würde ich einem Exoperten auf jeden Fall stellen, damit er seine Sicht der Dinge darstellen kann. Ansonsten haben wir hier im Fragenkatalog bestimmt einige davon zusammengetragen.
A 1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es?
=> Das Problem ist, dass die Theorie 10^500 oder mehr Vacua erlaubt, jedoch keinen Hinweis darauf liefert, welches „unseres“ ist und warum gerade dieses. Also weder konnte unser Vakuum sowie alle Teilchen / Felder, Massen, WWs gefunden werden (sondern nur einige mit grundsätzlich ähnlichen Strukturen), noch gibt es ein Prinzip, der ein bestimmtes Vakuum bevorzugt.
Es gibt zum einen das extrem umstrittene anthropische Prinzip, zum anderen Ansätze zu einer Art Kartographierung sowie zu einer statistischen Durchmusterung.
Da dieses Thema momentan die Community entzweit wie kein anderes, sollte man die Frage auf jeden Fall stellen.
2. Zusammenhang von Stringtheorie mit anderen Theorien
T 2.3 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über weitere Theorien: M-, F-Theorie, topologische Strings, Twistor-Strings, Supergravitation, …?
=> Ich hab die Frage mal stehen lassen, owohl nur ich sie als interessant bewertet habe. Fakt ist, dass alle Experten der Überzeugung sind, dass neben den eindimensionalen Objekten auch höherdimensionale Objekte (Branen) betrachtet werden müssen. Für diese M-Theorie (in 11 dim. Raumzeit) fehlt jedoch noch mehr als bei den Strings das Grundprinzip.
Dann habe ich mal was von einer umfassenderen F-Theorie gelesen, weiß jedoch nicht, was das genau sein soll.
Topologische Strings sind ein Mini-Modell, das jedoch bestimmte Probleme zu lösen scheint.
Witten hat versucht, den Twistor-Ansatz mit der ST in Verbindung zu bringen. Penrose meint, dass er da noch keine physikalische Theorie erkennen könne.
Supergravitation kann als ein bestimmter Limes einer bestimmten Variante der Stringtheorie verstanden werden.
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
=> ich kenne keine!
W 3.2 welche Vorhersagen sind 1) grundsätzlich bzw. 2) in absehbarer Zeit experimentell überprüfbar, z.B. am LHC?
=> Ich kenne wiederum keine! Was am LHC erwartet wird sind evtl. Indizien für Supersymmetrie. Das würde die Stringtheorie zwar stärken, jedoch noch nicht bestätigen, da die Supersymmetrie als eigenständige Theorie (z.B. MSSM) auch ohne Stringtheorie auskommt.
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
=> es gibt Indizien dafür, da sich bestimmte Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas über eine zur S-QCD duale Theorie berechnen lassen. Einschränkung ist, dass es keine experimentelle Bestätigung der S-QCD (also supersymmetrische Version der QCD) gibt.
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
WTG 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
=> Weiß ich nichts dazu.
W 4.2 sind die Extradimensionen nun klein (kompaktifiziert) oder groß (mit warp-Faktor)? gibt es dafür ebenfalls eine R – 1/R Dualität?
=> kann ich nichts dazu sagen; beides ist wohl möglich, wobei die großen Extradimensionen in den Branentheorien ebenfalls künstlich wirken, da man einen Warpfaktor in der Metrik einbauen muss, um sie zu verstecken.
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
=> Ich habe mal die Behauptung gelesen (Penrose, Woit, Smolin?), dass die kompaktifizierten Extradimensionen dynamisch instabil sind und zu Singularitäten kollabieren müssten. Also eine sehr spannende Frage.
W 4.5 gibt es eine Ableitung oder Motivation der ART als effektive Theorie? ist die Existenz eines Spin-2 Teilchens ausreichend, um von Auftreten der Gravitation zu sprechen?
=> Zum ersten: ja – in gewisser Weise.
Die ST ist nur in bestimmten, nicht-dynamischen Raumzeiten formulierbar (meines Wissens nach muss ein zeitartiger Killing-Vektor existieren). Üblicherweise verwendet man das flache Minkowski-Vakuum, also kein realistisches Modell wie Schwarzschild-Lösung oder FRW-Kosmologie.
Dann kann man die masselosen String-Anregungen analysieren. Diese enthalten (laut Aussage der Experten) immer (ich kann es nur in unrealistisch vereinfachten Modellen mathematisch nachvollziehen) ein Spin-2 Graviton, das quasi kleine Störungen der Hintergrundmetrik transportiert.
Was immer (meine Anmerkungen in Klammer zu „immer“ gelten ebenfalls) auftritt, ist eine mathematische Konsistenzbedingung für die Metrik – und o Wunder – es sind die Einstein-Gleichungen.
Zum zweiten nein.
Das Graviton transportiert eben nur störungstheoretisch in niedrigster Ordnung die Gravitations-WW. Realistische, d.h. starke Felder / Krümmung / Metriken können nicht untersucht werden.
Da ich aber eine Laie bin, sollte eben ein Experte seine Meinung sagen.
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
=> Weiß ich nichts drüber. Die einzige Aussage, die ich kenne ist, dass es sich bei dieser Dualität nicht um ein mathematisches Theorem handelt, sondern nur um die Äquivalenz zweier Theorien in einem bestimmten Regime (kleiner Kopplung / large-N Limes). Also auch dazu muss ein Experte was sagen.
WATG 4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
=> Soweit ich weiß gar nicht! Es gibt nur Ansätze in sogenannten topologischen Stringtheorien, die zeigen, dass verschiedenen Theorien auf Basis verschiedener Hintergrund-Metriken in gewisser Weise äquivalent sind, d.h. dass zwar keine Diffeomorphismen-Invarianz auftritt, jedoch die Wahl des Hintergrundes irrelevant wird. Topologische Stringtheorien sind jedoch nur Spielzeugmodelle.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Nabend,
13 Fragen sind es jetzt? Ich bin gerade bissi busy, möchte aber gerne demnächst vielleicht die ein oder andere Frage soweit klären, dass wir uns ein paar sparen könnten.
Es wäre angenehm für die Befragten, wenn wir eine Essenz von 8-10 Fragen küren könnten. Ich werde dann gerne aktiv - wie versprochen.
Bis bald,
Ray
13 Fragen sind es jetzt? Ich bin gerade bissi busy, möchte aber gerne demnächst vielleicht die ein oder andere Frage soweit klären, dass wir uns ein paar sparen könnten.
Es wäre angenehm für die Befragten, wenn wir eine Essenz von 8-10 Fragen küren könnten. Ich werde dann gerne aktiv - wie versprochen.
Bis bald,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Hier mein Vorschlag zur Reduzierung:
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
A 1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es?
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
WTG 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
WATG 4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Entscheiden müsst allerdings Ihr
Gruß
gravi
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
A 1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es?
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
WTG 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
WATG 4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Entscheiden müsst allerdings Ihr
Gruß
gravi
Unser Wissen ist ein Tropfen. Was wir nicht wissen, ist ein Ozean.
Sir Isaac Newton
Sir Isaac Newton
Hallo zusammen.
Ich komme sogar auf nur sieben wesentliche Fragen - sehr freundlich für die Befragten
1. Generelle Fragestellungen
WATG 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
1.2 was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (ggf. experimentell überprüfbaren) Vorhersagen?
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
WATG 4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Wenn es diese nicht werden, bin ich auch keinem böse. Vielleicht können wir zur objektiven Auswertung jeder Frage, die gewählt wurde, einen Punkt geben. Am Schluss nehmen wir dann die 8 oder 10 Fragen, die die meisten Punkte bekommen haben.
Wäre das was?
Gruß,
Ray
Ich komme sogar auf nur sieben wesentliche Fragen - sehr freundlich für die Befragten
1. Generelle Fragestellungen
WATG 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
1.2 was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (ggf. experimentell überprüfbaren) Vorhersagen?
WTG 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
WATG 3.1 macht die Stringtheorie eindeutige bzw. Vorhersagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
WA 3.7 was ist die experimentelle Situation zur Bestätigung der o.g. Beziehungen / Dualitäten?
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
WAG 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
WAG 4.6 was sind die aktuellen Erkenntnisse zur AdS/CFT-Korrespondenz bzw. Gauge/Gravity Duality?
WATG 4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Wenn es diese nicht werden, bin ich auch keinem böse. Vielleicht können wir zur objektiven Auswertung jeder Frage, die gewählt wurde, einen Punkt geben. Am Schluss nehmen wir dann die 8 oder 10 Fragen, die die meisten Punkte bekommen haben.
Wäre das was?
Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Hallo ATW- Team ,
jetzt haben wir nun doch schon so einiges eingekreist und gestrichen, da könnte ich mich Andreas' Vorschlag anschließen.
Wenn Wilfried und Tom auch noch einverstanden sind, brauchen wir vorerst kein Punktesystem (das evtl. eher für die nächste Fragenstaffel) und Ihr könntet loslegen...
Schönen Gruß
Werner
,jetzt haben wir nun doch schon so einiges eingekreist und gestrichen, da könnte ich mich Andreas' Vorschlag anschließen.
Wenn Wilfried und Tom auch noch einverstanden sind, brauchen wir vorerst kein Punktesystem (das evtl. eher für die nächste Fragenstaffel) und Ihr könntet loslegen...
Schönen Gruß
Werner
Unser Wissen ist ein Tropfen. Was wir nicht wissen, ist ein Ozean.
Sir Isaac Newton
Sir Isaac Newton
Hallo zusammen,
Hier die nächste Komprimierung auf Basis der beiden letzten Postings sowie meiner eigenen Bewertung; Wilfrieds Meinung ist noch nicht dabei, wird aber nachgeholt, sobald sie vorliegt.
Ich hab mal alles weggelassen, was weniger als zwei Punkte hatte. Ich hoffe, ich habe dabei keine Bewertung verschlampert. Außerdem hab ich versucht, zwei Fragestellungen bzgl. der Dualitätäen zusammenzuführen; ist vielleicht etwas gemogelt, weil sich dahinter schon mehrere Fragestellungen verbergen.
Es sind jetzt in Summe sieben Fragen; wenn es dabei bleibt, hätten wir denke ich einen guten Startpunkt. Die ersten beiden Fragen sollten dabei noch so umformuliert werden, da sie ja auf unsere weiteren Fragen verweisen; evtl. sieht ein Experte aber nicht unsere Fragestellungen als zentral an, sondern andere.
@Andreas: ich hatte ja mal ein paar Fragen kommentiert. Wie sieht’s aus – kannst du zu dem jetzt noch mal komprimierten Fragenkatalog was schreiben?
Die neuen Bewertungen jetzt in grün XX, die alten hab ich bewusst stehen lassen:
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
WTG WAT 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
WATG WAT 3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
WATG WAT 4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
WAG WAT 4.6 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
Hier die nächste Komprimierung auf Basis der beiden letzten Postings sowie meiner eigenen Bewertung; Wilfrieds Meinung ist noch nicht dabei, wird aber nachgeholt, sobald sie vorliegt.
Ich hab mal alles weggelassen, was weniger als zwei Punkte hatte. Ich hoffe, ich habe dabei keine Bewertung verschlampert. Außerdem hab ich versucht, zwei Fragestellungen bzgl. der Dualitätäen zusammenzuführen; ist vielleicht etwas gemogelt, weil sich dahinter schon mehrere Fragestellungen verbergen.
Es sind jetzt in Summe sieben Fragen; wenn es dabei bleibt, hätten wir denke ich einen guten Startpunkt. Die ersten beiden Fragen sollten dabei noch so umformuliert werden, da sie ja auf unsere weiteren Fragen verweisen; evtl. sieht ein Experte aber nicht unsere Fragestellungen als zentral an, sondern andere.
@Andreas: ich hatte ja mal ein paar Fragen kommentiert. Wie sieht’s aus – kannst du zu dem jetzt noch mal komprimierten Fragenkatalog was schreiben?
Die neuen Bewertungen jetzt in grün XX, die alten hab ich bewusst stehen lassen:
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
WTG WAT 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
WATG WAT 3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
WATG WAT 4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
WAG WAT 4.6 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Kommentare
Hallo zusammen,
hier kommen wie gewünscht meine Kommentare.
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
Gut, das werden vermutlich ein paar Lagrangedichten bzw. Wirkungsfunktionale sein, aus denen die Feldgleichungen folgen. (Erinnerung: Die Einsteinschen Feldgleichungen der ART folgen auch aus der Einstein-Hilbert-Wirkung.) Eine strukturierte Übersicht dazu mit ein paar Worten wird uns sicher allen helfen.
WTG WAT 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
Als Antworten erwarte ich hier, dass die zentralen offenen Fragen die Folgenden sind:
-Wie viele Raumdimensionen brauchen wir in den Stringtheorien? (Das könnte am LHC weiter beschränkt werden, z.B. durch die Beobachtung/Nicht-Beobachtung von Schwarzen Mini-Löchern.)
-Gibt es das Graviton und falls ja, wie lässt es sich nachweisen?
-Sind die Stringtheorien supersymmetrisch? (Auch hier könnte der LHC die SUSY womöglich antizipieren.)
-Wie löst man das Landscape-/Vakuum-Problem der Stringtheorien?
-Ist AdS/CFT-Korrespondenz bzw. gauge/gravity duality korrekt und falls ja, wie lässt es sich eventuell verallgemeinern bzw. im Kontext des Standardmodells der Teilchenphysik verstehen?
WATG WAT 3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
Schwierig, interessiert mich brennend was da kommt. Ich hatte ja schon an anderer Stelle im Forum auf die beeindruckenden Vorhersagen der String-Modelle im Bereich der QCD und des QGPs verwiesen. Warum das funktioniert, verstehen selbst die Stringtheoretiker noch nicht (haben ich mir von einem Stringtheoretiker sagen lassen).
Eine 1a-Bestätigung gibt es meines Wissens nicht, nur ein paar Features der Stringtheorien, die mit den Beobachtungen übereinstimmen (u.a. Erklärung der Inflation, Tachyonen bislang nicht beobachtet, Hierarchieproblem) oder die long standing problems lösen (u.a. Graviton ist Tensorboson der Gravitation, QCD, Hierarchieproblem, Erklärung des Urknalls).
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
Nun, ich glaube nicht, dass es dafür einen Grund gibt. Es ist eben einfach so. Allerdings wies auch Lesch in seinen Sendungen darauf hin, dass man eine gewisse Mindestanzahl an Raumdimensionen braucht: nur in 2D funktioniert die Verdauung der Lebewesen nicht. Nach oben hin gibt es scheinbar keine Grenze für Mehrdimensionalität. Doch wenn es sie gibt, so ist sie offenbar kompaktifiziert auf sehr kleine Längenskalen oder wie in einigen Branenmodellen (z.B. DGP-Szenario, in meinem Web-Lexikon) erst auf sehr großen Längenskalen (Lichtjahre) wirksam.
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
Habe ich keine Antwort darauf, daher eine gute Frage! Ich habe nie eine Verallgemeinerung der Singularitätentheoreme auf mehrdimensionale Gravitationstheorien gesehen. Bitte bedenken: Die Grundannahmen der Singularitätentheoreme sind sehr allgemein und gehen über Einsteins ART hinaus. So setzen sie nur eine metrische Gravitationstheorie voraus. 3+1-Dimensionalität gehört soeit ich mich erinnere NICHT zu den Voraussetzungen - insofern sind sie vielleicht sogar kompatibel mit den Stringtheorien.
Singularitäten gibt's jedenfalls auch in den Stringtheorien. Sagt uns das etwas oder kann man sie in jeder Theorie bekommen, wenn man nur genügend schlechte Modelle annimmt?
WATG WAT 4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Ebenfalls eine gute Frage, die wir stellen sollten. Ich kenne Stringtheoretiker bei uns in München, die bereits versuchen die Diffeomorphismusinvarianz in die Stringtheorien mit bestimmten Methoden einzubauen. Verstanden habe ich das noch nicht. Einem von ihnen (einem Doktoranden) würde ich gerne den Fragenkatalog schicken.
WAG WAT 4.6 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
Ja, das ist sicher eine der brennenden Fragen. Ich fürchte, dass uns die Experten dazu noch nicht viel sagen können. "Work in progress." Wir sollten trotzdem die Frage stellen.
Soweit meine Kommentare.
Gute Nacht,
Ray
hier kommen wie gewünscht meine Kommentare.
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
Gut, das werden vermutlich ein paar Lagrangedichten bzw. Wirkungsfunktionale sein, aus denen die Feldgleichungen folgen. (Erinnerung: Die Einsteinschen Feldgleichungen der ART folgen auch aus der Einstein-Hilbert-Wirkung.) Eine strukturierte Übersicht dazu mit ein paar Worten wird uns sicher allen helfen.
WTG WAT 1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
Als Antworten erwarte ich hier, dass die zentralen offenen Fragen die Folgenden sind:
-Wie viele Raumdimensionen brauchen wir in den Stringtheorien? (Das könnte am LHC weiter beschränkt werden, z.B. durch die Beobachtung/Nicht-Beobachtung von Schwarzen Mini-Löchern.)
-Gibt es das Graviton und falls ja, wie lässt es sich nachweisen?
-Sind die Stringtheorien supersymmetrisch? (Auch hier könnte der LHC die SUSY womöglich antizipieren.)
-Wie löst man das Landscape-/Vakuum-Problem der Stringtheorien?
-Ist AdS/CFT-Korrespondenz bzw. gauge/gravity duality korrekt und falls ja, wie lässt es sich eventuell verallgemeinern bzw. im Kontext des Standardmodells der Teilchenphysik verstehen?
WATG WAT 3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
Schwierig, interessiert mich brennend was da kommt. Ich hatte ja schon an anderer Stelle im Forum auf die beeindruckenden Vorhersagen der String-Modelle im Bereich der QCD und des QGPs verwiesen. Warum das funktioniert, verstehen selbst die Stringtheoretiker noch nicht (haben ich mir von einem Stringtheoretiker sagen lassen).
Eine 1a-Bestätigung gibt es meines Wissens nicht, nur ein paar Features der Stringtheorien, die mit den Beobachtungen übereinstimmen (u.a. Erklärung der Inflation, Tachyonen bislang nicht beobachtet, Hierarchieproblem) oder die long standing problems lösen (u.a. Graviton ist Tensorboson der Gravitation, QCD, Hierarchieproblem, Erklärung des Urknalls).
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
Nun, ich glaube nicht, dass es dafür einen Grund gibt. Es ist eben einfach so. Allerdings wies auch Lesch in seinen Sendungen darauf hin, dass man eine gewisse Mindestanzahl an Raumdimensionen braucht: nur in 2D funktioniert die Verdauung der Lebewesen nicht. Nach oben hin gibt es scheinbar keine Grenze für Mehrdimensionalität. Doch wenn es sie gibt, so ist sie offenbar kompaktifiziert auf sehr kleine Längenskalen oder wie in einigen Branenmodellen (z.B. DGP-Szenario, in meinem Web-Lexikon) erst auf sehr großen Längenskalen (Lichtjahre) wirksam.
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
Habe ich keine Antwort darauf, daher eine gute Frage! Ich habe nie eine Verallgemeinerung der Singularitätentheoreme auf mehrdimensionale Gravitationstheorien gesehen. Bitte bedenken: Die Grundannahmen der Singularitätentheoreme sind sehr allgemein und gehen über Einsteins ART hinaus. So setzen sie nur eine metrische Gravitationstheorie voraus. 3+1-Dimensionalität gehört soeit ich mich erinnere NICHT zu den Voraussetzungen - insofern sind sie vielleicht sogar kompatibel mit den Stringtheorien.
Singularitäten gibt's jedenfalls auch in den Stringtheorien. Sagt uns das etwas oder kann man sie in jeder Theorie bekommen, wenn man nur genügend schlechte Modelle annimmt?
WATG WAT 4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Ebenfalls eine gute Frage, die wir stellen sollten. Ich kenne Stringtheoretiker bei uns in München, die bereits versuchen die Diffeomorphismusinvarianz in die Stringtheorien mit bestimmten Methoden einzubauen. Verstanden habe ich das noch nicht. Einem von ihnen (einem Doktoranden) würde ich gerne den Fragenkatalog schicken.
WAG WAT 4.6 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
Ja, das ist sicher eine der brennenden Fragen. Ich fürchte, dass uns die Experten dazu noch nicht viel sagen können. "Work in progress." Wir sollten trotzdem die Frage stellen.
Soweit meine Kommentare.
Gute Nacht,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Ray,
erst mal herzlichen Dank für deinen Input.
Ich habe noch ein paar Anmerkungen dazu:
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
Evtl. muss man nochmal explizit auf ein Problem hinweisen, das sich hinter der Hintergrundunabhängigkeit verbirgt: Die Stringtheorie erklärt m.E. nicht die Dynamik einer quantisierten Raumzeit, sondern lediglich die Bewegung von (störungstheoretisch) quantisierten Strings in einer klassische Raumzeit. Damit würde zunächst eine klassische Ableitung de Singularitätentheoreme Gültigkeit behalten und die Theorie könnte nicht durch die Quantisierung gerettet werden. In der LQG sieht es da wohl besser aus. In der vollständig quantisierten THeorie scheinen die Singularitäten zu verschwinden - als Ergebnis der Quantisierung.
Frage: Ist dieser Aspekt so im Fragenkatalog sichtbar?
erst mal herzlichen Dank für deinen Input.
Ich habe noch ein paar Anmerkungen dazu:
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
Es wäre schön, wenn das so wäre. Dann verstehe ich aber nicht, warum Prof. Louis eben schreibt, dass es diese grundlegenden Gleichungen so (noch) nicht gibt Evtl. liegt es daran, dass man aufgrund der Dualitäten noch nicht weiß, welche der Lagrangedichten denn nun die letztlich fundamentale ist. Oder es liegt daran, dass man inzwischen auf die M-Theorie spekuliert, und von der kennt man ja noch keine Lagrangedichten. Oder es fehlt einem noch etwas anderes neben der Lagrangedichte. In der normalen QFT muss man ja ausgehend von dieser ein Pfadintegral und die effektive Wirkung oder eine Hamiltonoperator konstruieren. Möglicherweise gibt es auf diesem Weg noch Hindernisse.Gut, das werden vermutlich ein paar Lagrangedichten bzw. Wirkungsfunktionale sein, aus denen die Feldgleichungen folgen. (Erinnerung: Die Einsteinschen Feldgleichungen der ART folgen auch aus der Einstein-Hilbert-Wirkung.) Eine strukturierte Übersicht dazu mit ein paar Worten wird uns sicher allen helfen.
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
Ich habe mal eine mögliche Erklärung gelesen. Man geht aus von einer Geometrie, in der alle räumlichen Dimensionen kompaktifiziert sind. Die Struktur wäre das neundimensionale Analogon zu einem Calabi-Yau Raum. Dann betrachtet man Flusslinien, die sich um diesen Raum und durch gewisse Löcher winde (vgl. das Loch in einem Torus). Nun kann sich der Raum in den Dimensionen, um die keine Flusslinien gewickelt sind, aufblähen, in den anderen Dimensionen halten ihn die Flusslinien klein. Damit wäre die Zahl der sichtbaren Dimensionen quasi über eine Lösung der Vakuumgleichungen gegeben. Leioder führt dies sofort auf eine Abart des Landscape-Problems.Nun, ich glaube nicht, dass es dafür einen Grund gibt. Es ist eben einfach so. Allerdings wies auch Lesch in seinen Sendungen darauf hin, dass man eine gewisse Mindestanzahl an Raumdimensionen braucht: nur in 2D funktioniert die Verdauung der Lebewesen nicht. Nach oben hin gibt es scheinbar keine Grenze für Mehrdimensionalität. Doch wenn es sie gibt, so ist sie offenbar kompaktifiziert auf sehr kleine Längenskalen oder wie in einigen Branenmodellen (z.B. DGP-Szenario, in meinem Web-Lexikon) erst auf sehr großen Längenskalen (Lichtjahre) wirksam.
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
Wie gesagt, Penrose behauptet, dass es da Probleme gibt.Habe ich keine Antwort darauf, daher eine gute Frage! Ich habe nie eine Verallgemeinerung der Singularitätentheoreme auf mehrdimensionale Gravitationstheorien gesehen. Bitte bedenken: Die Grundannahmen der Singularitätentheoreme sind sehr allgemein und gehen über Einsteins ART hinaus. So setzen sie nur eine metrische Gravitationstheorie voraus. 3+1-Dimensionalität gehört soeit ich mich erinnere NICHT zu den Voraussetzungen - insofern sind sie vielleicht sogar kompatibel mit den Stringtheorien.
Singularitäten gibt's jedenfalls auch in den Stringtheorien. Sagt uns das etwas oder kann man sie in jeder Theorie bekommen, wenn man nur genügend schlechte Modelle annimmt?
Evtl. muss man nochmal explizit auf ein Problem hinweisen, das sich hinter der Hintergrundunabhängigkeit verbirgt: Die Stringtheorie erklärt m.E. nicht die Dynamik einer quantisierten Raumzeit, sondern lediglich die Bewegung von (störungstheoretisch) quantisierten Strings in einer klassische Raumzeit. Damit würde zunächst eine klassische Ableitung de Singularitätentheoreme Gültigkeit behalten und die Theorie könnte nicht durch die Quantisierung gerettet werden. In der LQG sieht es da wohl besser aus. In der vollständig quantisierten THeorie scheinen die Singularitäten zu verschwinden - als Ergebnis der Quantisierung.
Frage: Ist dieser Aspekt so im Fragenkatalog sichtbar?
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Hey Tom
Liebe Mitstreiter
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
Es kommt darauf an, Tom, ob wir die Grundgleichungen der einzelnen Stringtheorien haben wollen (die kann man als Lagrangedichten oder Wirkungsfunktionale angeben) oder die der übergeordneten M-Theorie. Letzteres ist meines Wissens (noch?) nicht möglich.
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
Naja, letztendlich bestätigt die sehr gute Verifikation des Newtonschen Gravitationsgesetzes die Vierdimensionalität.
Mehr oder weniger als drei Raumdimensionen bewirken einen anderen Abfall der Gravitationskraft als mit dem inversen Quadrat des Abstandes, z.B. mit dem Radius hoch minus vier (siehe Brane-World-Talk auf meiner Website). Dadurch dass das Gravitationsgesetz experimentell nicht auf allen Längenskalen getestet wurde bzw. nie getestet werden kann, bleibt am oberen (Lichtjahre und mehr?) oder am unteren Ende (kleiner als Mikrometer) Spielraum, dass hier Newton nicht mehr gilt. Das sind ja die modified gravities.
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
Es scheint, als haben wir gute Fragen ausgewählt. Diese sollten wir stellen, aber den zweiten Teil umformulieren in "gibt es einen Beweis für die Gültigkeit des Theorems in der klassischen 4D-Raumzeit?".
Denn der zweite Frageteil "gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?" ist mir nicht ganz klar geworden. Die klassische 4D-Raumzeit nach Einstein ist ja nicht kompaktifiziert....sollten wir also umformulieren. Schlag doch bitte auch etwas vor, Tom; vielleicht habe ich Dich falsch verstanden.
Dann sind wir ja bald soweit. Wilfried, Deine Kommentare sind noch willkommen. Und dann: los geht's!
Gruß,
Ray
Liebe Mitstreiter
WATG AT 1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie?
Es kommt darauf an, Tom, ob wir die Grundgleichungen der einzelnen Stringtheorien haben wollen (die kann man als Lagrangedichten oder Wirkungsfunktionale angeben) oder die der übergeordneten M-Theorie. Letzteres ist meines Wissens (noch?) nicht möglich.
WTG WT 4.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
Naja, letztendlich bestätigt die sehr gute Verifikation des Newtonschen Gravitationsgesetzes die Vierdimensionalität.
Mehr oder weniger als drei Raumdimensionen bewirken einen anderen Abfall der Gravitationskraft als mit dem inversen Quadrat des Abstandes, z.B. mit dem Radius hoch minus vier (siehe Brane-World-Talk auf meiner Website). Dadurch dass das Gravitationsgesetz experimentell nicht auf allen Längenskalen getestet wurde bzw. nie getestet werden kann, bleibt am oberen (Lichtjahre und mehr?) oder am unteren Ende (kleiner als Mikrometer) Spielraum, dass hier Newton nicht mehr gilt. Das sind ja die modified gravities.
WAG AT 4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie? gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
Es scheint, als haben wir gute Fragen ausgewählt. Diese sollten wir stellen, aber den zweiten Teil umformulieren in "gibt es einen Beweis für die Gültigkeit des Theorems in der klassischen 4D-Raumzeit?".
Denn der zweite Frageteil "gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?" ist mir nicht ganz klar geworden. Die klassische 4D-Raumzeit nach Einstein ist ja nicht kompaktifiziert....sollten wir also umformulieren. Schlag doch bitte auch etwas vor, Tom; vielleicht habe ich Dich falsch verstanden.
Dann sind wir ja bald soweit. Wilfried, Deine Kommentare sind noch willkommen. Und dann: los geht's!
Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Ray,
kurze Anm.:
1.1 - sehe ich etwas anders, das Pfadintegral ist mehr als die Wirkung; es fehlt eine mathematische Definition des Maßes
4.1 - was du schreibst ist klar, aber es geht mir ja nicht um die experimentelle Bestätigung, sondern die Ursache
4.4 - ja, sollte man evtl. umformulieren. Mein Ansatz war folgender: wenn die Singularitätentheoreme gelten, dann entwickelt die klassische Raumzeit der Stringtheorie Singularitäten; die quantiserte Version kann dies nicht verhindern, da die Hintegrundmetrik eben nicht quantisiert wird. Insofern ist die Stringtheorie sowas wie eine semiklassische Näherung / Störungstheorie (starte mit ebenen Wellen und du wirst nie den harmonischen Oszillator bekomen)
kurze Anm.:
1.1 - sehe ich etwas anders, das Pfadintegral ist mehr als die Wirkung; es fehlt eine mathematische Definition des Maßes
4.1 - was du schreibst ist klar, aber es geht mir ja nicht um die experimentelle Bestätigung, sondern die Ursache
4.4 - ja, sollte man evtl. umformulieren. Mein Ansatz war folgender: wenn die Singularitätentheoreme gelten, dann entwickelt die klassische Raumzeit der Stringtheorie Singularitäten; die quantiserte Version kann dies nicht verhindern, da die Hintegrundmetrik eben nicht quantisiert wird. Insofern ist die Stringtheorie sowas wie eine semiklassische Näherung / Störungstheorie (starte mit ebenen Wellen und du wirst nie den harmonischen Oszillator bekomen)
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Hallo nochmal Tom
Vielleicht gibt es dabei auch so etwas wie Willkür bzw. Zufall, vielleicht so wie bei: Warum hat die Erde einen Mond und nicht zwei?
Aber, und das wollte ich zum Ausdruck bringen, die (einige wenige?) Stringtheoretiker sind bereits über dieses Stadium hinaus und haben diesen Mangel erkannt. Sie suchen nach diffeomorphismusinvarianten Formulierungen und scheinen da auch schon etwas gefunden zu haben (etwas, das ich als Laie auf dem Gebiet nicht verstehe).
Gruß,
Ray
Das musst Diu mir nochmal etwas genauer erklären bitte....1.1 - sehe ich etwas anders, das Pfadintegral ist mehr als die Wirkung; es fehlt eine mathematische Definition des Maßes
Okay, verstehe. Ich fürchte das ist dann aber eine Frage, die den naturwissenschaftlichen Rahmen verlässt und in die Philosophie rein geht. Genauso wie: Warum gibt es vier Fundamentalkräfte? Warum gibt es drei Leptonenfamilien? Warum gibt es zwei fundamentale Teilchenfamilien, Bosonen und Fermionen? Hier könnte man wieder mit dem anthropischen Prinzip argumentieren.4.1 - was du schreibst ist klar, aber es geht mir ja nicht um die experimentelle Bestätigung, sondern die Ursache
Vielleicht gibt es dabei auch so etwas wie Willkür bzw. Zufall, vielleicht so wie bei: Warum hat die Erde einen Mond und nicht zwei?
Ich weiß, was Du meinst: Einige Stringtheorien sind Quantenfeldtheorien formuliert auf einer statischen Hintergrundmetrik, und gerade das verletzt die Diffeomorphismusinvarianz.4.4 - ja, sollte man evtl. umformulieren. Mein Ansatz war folgender: wenn die Singularitätentheoreme gelten, dann entwickelt die klassische Raumzeit der Stringtheorie Singularitäten; die quantiserte Version kann dies nicht verhindern, da die Hintegrundmetrik eben nicht quantisiert wird. Insofern ist die Stringtheorie sowas wie eine semiklassische Näherung / Störungstheorie (starte mit ebenen Wellen und du wirst nie den harmonischen Oszillator bekomen)
Aber, und das wollte ich zum Ausdruck bringen, die (einige wenige?) Stringtheoretiker sind bereits über dieses Stadium hinaus und haben diesen Mangel erkannt. Sie suchen nach diffeomorphismusinvarianten Formulierungen und scheinen da auch schon etwas gefunden zu haben (etwas, das ich als Laie auf dem Gebiet nicht verstehe).
Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Nochmal hallo Ray :-)
1.1 - erkläre ich (warum geht eigentlich gerade jetzt LaTeX nicht ?????????)
4.1 - ja, es handelt sich um dieselbe Art der Fragestellung; insbs. bei den drei Leptonfamilien haben wir es natürlich mit der Landscape zu tun. Der Unterschied ist, dass es zig Untersuchungen zu 6 kompaktifizierten Dimensionen (Calabi-Yau, Orbifolds) mit annähernd realistischen Modellen gibt, ich aber noch nichts zu einer anderen Zahl der Dimensionen gefunden habe.
4.4 - OK
Vorschlag: du änderst die Fragen 4.1 und 4.4 einfach entsprechend ab.
Jetzt zum Pfadintegral: ich nehme mal das Pfadintegeral der rein bosonischen Stringtheorie (das der Superstringtheorie ist sicher nicht einfacher). Es lautet
Z = Summe über Topologien [ Gewichtung[Genus] * Integral über Dg [ exp - iS[g] ] ]
g ist dabei die Metrik der zweidimensionalen String-Fläche eingebettet in der zehndimensionalen, flachen Raumzeit.
Mit Topologien meine ich die der String-Fläche = Riemann-Fläche, also im wesentlichen Anzahl der Henkel; 0: Kugel, 1: Torus, ... Zunächst ist Gewichtung[Genus] willkürlich, d.h. es fehlt ein fundamentales Prinzip, das erklärt, wie eine Fläche bestimmter Topologie zu Z beiträgt; je Genus handelt es sich dabei um einen Term in der Störungsreihe; diese ist einach eine Summierung über "Löcher".
Mit Dg meine ich das Integrationsmaß über den Raum der Metriken g je Topologie. Nun kann jedoch g ~ g' bzgl. Diffeomorphismen = Symmetrien sein; man darf aber nur über g unterschiedlicher Diffeomorphismen-Klassen integrieren, also nur über genau ein g aus einer Klasse und nicht über alle, überabzählbar unendllich vielen g' ~ g'' ~ g''' ~ ...oder anders ausgedrückt, jede Fläche nur einmal "zählen". D.h. in Wirklichkeit ist Dg durch Dg/Diff(g) zu ersetzen.
Für Superstrings ist das Problem nun, dass man eben das Maß "Dg Df" je Topologie konstruieren muss - und genau dafür fehlt ein mathematisches Prinzip. f steht dabei für die supersymmetrischen (fermionischen) Freiheitsgrade. Außerdem muss man "Df Dg" durch "Df Dg / Sym(g,f)" ersetzen, wobei Sym für die Symmetriegrupe der supersymmetrischen "Metriken im Superraum" steht.
Genau dieses Maß ist mathematisch meines Wissens nach nicht konstruierbar, insbs. nicht für höheren Genus. Damit ist Z aber nicht aus fundamentalen Prinzipien ableitbar.
1.1 - erkläre ich (warum geht eigentlich gerade jetzt LaTeX nicht ?????????)
4.1 - ja, es handelt sich um dieselbe Art der Fragestellung; insbs. bei den drei Leptonfamilien haben wir es natürlich mit der Landscape zu tun. Der Unterschied ist, dass es zig Untersuchungen zu 6 kompaktifizierten Dimensionen (Calabi-Yau, Orbifolds) mit annähernd realistischen Modellen gibt, ich aber noch nichts zu einer anderen Zahl der Dimensionen gefunden habe.
4.4 - OK
Vorschlag: du änderst die Fragen 4.1 und 4.4 einfach entsprechend ab.
Jetzt zum Pfadintegral: ich nehme mal das Pfadintegeral der rein bosonischen Stringtheorie (das der Superstringtheorie ist sicher nicht einfacher). Es lautet
Z = Summe über Topologien [ Gewichtung[Genus] * Integral über Dg [ exp - iS[g] ] ]
g ist dabei die Metrik der zweidimensionalen String-Fläche eingebettet in der zehndimensionalen, flachen Raumzeit.
Mit Topologien meine ich die der String-Fläche = Riemann-Fläche, also im wesentlichen Anzahl der Henkel; 0: Kugel, 1: Torus, ... Zunächst ist Gewichtung[Genus] willkürlich, d.h. es fehlt ein fundamentales Prinzip, das erklärt, wie eine Fläche bestimmter Topologie zu Z beiträgt; je Genus handelt es sich dabei um einen Term in der Störungsreihe; diese ist einach eine Summierung über "Löcher".
Mit Dg meine ich das Integrationsmaß über den Raum der Metriken g je Topologie. Nun kann jedoch g ~ g' bzgl. Diffeomorphismen = Symmetrien sein; man darf aber nur über g unterschiedlicher Diffeomorphismen-Klassen integrieren, also nur über genau ein g aus einer Klasse und nicht über alle, überabzählbar unendllich vielen g' ~ g'' ~ g''' ~ ...oder anders ausgedrückt, jede Fläche nur einmal "zählen". D.h. in Wirklichkeit ist Dg durch Dg/Diff(g) zu ersetzen.
Für Superstrings ist das Problem nun, dass man eben das Maß "Dg Df" je Topologie konstruieren muss - und genau dafür fehlt ein mathematisches Prinzip. f steht dabei für die supersymmetrischen (fermionischen) Freiheitsgrade. Außerdem muss man "Df Dg" durch "Df Dg / Sym(g,f)" ersetzen, wobei Sym für die Symmetriegrupe der supersymmetrischen "Metriken im Superraum" steht.
Genau dieses Maß ist mathematisch meines Wissens nach nicht konstruierbar, insbs. nicht für höheren Genus. Damit ist Z aber nicht aus fundamentalen Prinzipien ableitbar.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Also hier die m.e. finale Version - was meint ihr?
ANMERKUNG VOM 14.09.2008 - IM FOLGENDEN DER FINALE FRAGENKATALOG ZUR STRINGTHEORIE
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Generelle Fragestellungen
1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie? (und M-Theorie – gilt ggf. auch für alle weiteren Fragestellungen)
1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragestellungen?
Experimentelle Überprüfbarkeit
3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (SM, MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
(Vierdimensionale) Raumzeit, Gravitation, Singularitäten
4.1 was ist die Ursache für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie, d.h. in mehr als 4 Dimensionen? oder gibt es einen Beweis für die Singularitätenfreiheit der Stringtheorie?
4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort: Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Dualitäten
4.6 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
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ANMERKUNG VOM 14.09.2008 - IM FOLGENDEN DER FINALE FRAGENKATALOG ZUR STRINGTHEORIE
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Generelle Fragestellungen
1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie? (und M-Theorie – gilt ggf. auch für alle weiteren Fragestellungen)
1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragestellungen?
Experimentelle Überprüfbarkeit
3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (SM, MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
(Vierdimensionale) Raumzeit, Gravitation, Singularitäten
4.1 was ist die Ursache für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie, d.h. in mehr als 4 Dimensionen? oder gibt es einen Beweis für die Singularitätenfreiheit der Stringtheorie?
4.7 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort: Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
Dualitäten
4.6 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
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Zuletzt geändert von tomS am 14. Sep 2008, 21:19, insgesamt 3-mal geändert.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Ich habe unseren abgespeckten Fragenkatalog nochmal in den ursprünglichen Gesamtzusammenhang gestellt, so dass wir nichts verlieren. Ausgewählte Fragen sind fett gedruckt.
1. Generelle Fragestellungen
1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie? (und M-Theorie – gilt ggf. auch für alle weiteren Fragestellungen)
1.2 was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (ggf. experimentell überprüfbaren) Vorhersagen?
1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
1.4 ist „die“ Stringtheorie tatsächlich eine einheitliche Theorie, oder entspricht sie eher einer Klasse von Theorien, wie z.B. „die“ QFT?
1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es? gibt es Vorhersagen, die nicht vom speziellen Vakuumeigenschaften innerhalb der Landscape abhängen?
2. Zusammenhang von Stringtheorie mit anderen Theorien
2.1 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über den Zusammenhang mit etablierten Theorien: QM, Quantenfeldtheorien, Standardmodell, Gravitation / ART?
2.2 gibt es Grundannahmen in der Stringtheorie, die denen der o.g. Theorien widersprechen bzw. diese modifizieren?
2.3 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über weitere Theorien: M-, F-Theorie, topologische Strings, Twistor-Strings, Supergravitation, …?
2.4 sind diese Theorien gleichrangig, d.h. dual zueinander oder gibt es fundamentalere bzw. haben einige effektiven bzw. Näherungscharakter?
2.5 was genau ist das zu den Branen duale Bild in einer Theorie mit ausschließlich geschlossenen Strings?
2.6 welche Zusammenhänge mit zwischen verschiedenen Theorien sind exakt bewiesen, welche beruhen auf Näherungen bzw. Vermutungen?
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (SM, MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
3.2 welche Vorhersagen sind 1) grundsätzlich bzw. 2) in absehbarer Zeit experimentell überprüfbar, z.B. am LHC?
3.3 welche Aussagen bzw. Annahmen haben nur Modellcharakter und sind prinzipiell nicht überprüfbar?
3.4 ist das Problem der schwierigen Überprüfbarkeit ein grundsätzliches Merkmal einer Quantengravitationstheorie, oder liegt es nur insbesondere bei der Stringtheorie vor?
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
4.1 was ist die Ursache für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
4.2 sind die Extradimensionen nun klein (kompaktifiziert) oder groß (mit warp-Faktor)? gibt es dafür ebenfalls eine R – 1/R Dualität?
4.3 gibt es Ansätze zu rein vierdimensionalen Stringtheorien, die ohne die sonst zugrundeliegende 10- dimensionale Raumzeit auskommen?
4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie, d.h. in mehr als 4 Dimensionen? oder gibt es einen Beweis für die Singularitätenfreiheit der Stringtheorie?
4.5 gibt es eine Ableitung oder Motivation der ART als effektive Theorie? ist die Existenz eines Spin-2 Teilchens ausreichend, um von Auftreten der Gravitation zu sprechen?
4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort: Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
4.7 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
4.8 können die String- / M-Theorien eine Quantelung der Raumzeit hervorbringen und kann man diese nachweisen?
4.9 sagt die Stringtheorien etwas über Singularitäten (Big Bang, schwarze Löcher), deren Existenz oder Nicht-Existenz (Vermeidung), ihre Entstehung / Ursachen / Vorgeschichte?
4.10 gibt es eine Ableitung der Bekenstein-Hawking-Entropie in der Raumzeit eines realistischern schwarzen Lochs anstelle von BPS-Zuständen in einer flachen Raumzeit?
5. Zum Standardmodell
5.1 was genau ist das Bild der herkömmlichen QFTs / des Standardmodells / der Gravitation in den verschiedenen Theorien? was genau sind Branen, Flux, etc.?
5.2 welche unterschiedlichen Modelle liefern die verschiedenen Theorien für die herkömmlichen QFTs / das Standardmodells / die Gravitation
5.3 gibt es eine Erklärung des Standardmodells als effektive Theorie?
5.4 gibt es eine Erklärung der Symmetrien und Generationen des Standardmodells oder des MSSM?
5.5 gibt es eine bekannte Vakuum-Lösung der Stringtheorie / M-Theorie oder der Supergravitation, die diese oder zumindest ähnliche Symmetrien hervorbringt?
5.6 gibt es eine Erklärung für Abwesendheit der (masselosen) skalaren Felder (Moduli)?
5.7 gibt es einen realistischen Ansatz für die Brechung der Supersymmetrie?
5.8 gibt es einen Hinweis auf die Lösung des Hierarchieproblems?
5.9 gibt es einen realistischen Ansatz für die Massen (M > 0) der im Standardmodell bekannten Elementarteilchen?
5.10 gibt es einen realistischen Ansatz für Phänomene wie Higgs-Boson bzw. dessen Nicht-Existenz, asymptotische Freiheit, Confinement, chirale Symmetrie bzw. deren Brechung, CP-Verletzung, axiale Anomalie, Neutrinomasse und -oszillationen, ...?
5.11 gibt es eine Erklärung für die Vakuumenergiedichte, d.h. den Wert und die Natur / den Ursprung der kosmologischen Konstanten?
6. Störungstheorie
6.1 gibt es eine nicht-störungstheoretische Formulierung der Stringtheorie oder der M-Theorie?
6.2 gibt es einen Beweis der Singularitätenfreiheit der n-loop Amplitude?
6.3 gibt es einen Beweis für die Konvergenz der Störungsreihe?
6.4 was genau passiert mit den nicht-masselosen (störungstheoretisch unterdrückten) Anregungen in der Stringtheorie?
6.5 wie wird die Argumentation bzgl. Anomalienfreiheit durch Branen / M-Theorie mit 11- (12- ?) dim. Raumzeit, noch nicht bewiesener störungstheoretischer Renormierbarkeit, möglicherweise nicht-summierbare Störungsreihe etc. tangiert?
1. Generelle Fragestellungen
1.1 was sind die fundamentalen Konzepte bzw. Gleichungen der Stringtheorie? (und M-Theorie – gilt ggf. auch für alle weiteren Fragestellungen)
1.2 was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (ggf. experimentell überprüfbaren) Vorhersagen?
1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme sowie zentrale offene Fragen?
1.4 ist „die“ Stringtheorie tatsächlich eine einheitliche Theorie, oder entspricht sie eher einer Klasse von Theorien, wie z.B. „die“ QFT?
1.5 was ist das Landscape-Problem? welche Interpretationsrichtungen bzw. Lösungsansätze gibt es? gibt es Vorhersagen, die nicht vom speziellen Vakuumeigenschaften innerhalb der Landscape abhängen?
2. Zusammenhang von Stringtheorie mit anderen Theorien
2.1 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über den Zusammenhang mit etablierten Theorien: QM, Quantenfeldtheorien, Standardmodell, Gravitation / ART?
2.2 gibt es Grundannahmen in der Stringtheorie, die denen der o.g. Theorien widersprechen bzw. diese modifizieren?
2.3 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über weitere Theorien: M-, F-Theorie, topologische Strings, Twistor-Strings, Supergravitation, …?
2.4 sind diese Theorien gleichrangig, d.h. dual zueinander oder gibt es fundamentalere bzw. haben einige effektiven bzw. Näherungscharakter?
2.5 was genau ist das zu den Branen duale Bild in einer Theorie mit ausschließlich geschlossenen Strings?
2.6 welche Zusammenhänge mit zwischen verschiedenen Theorien sind exakt bewiesen, welche beruhen auf Näherungen bzw. Vermutungen?
3. Experimentelle Überprüfbarkeit
3.1 welche experimentellen, nicht aus anderen Theorien (SM, MSSM, SuGra) ableitbaren Vorhersagen, macht die Stringtheorie? was sind die „Top-5 Experimente“ zur Bestätigung / Widerlegung?
3.2 welche Vorhersagen sind 1) grundsätzlich bzw. 2) in absehbarer Zeit experimentell überprüfbar, z.B. am LHC?
3.3 welche Aussagen bzw. Annahmen haben nur Modellcharakter und sind prinzipiell nicht überprüfbar?
3.4 ist das Problem der schwierigen Überprüfbarkeit ein grundsätzliches Merkmal einer Quantengravitationstheorie, oder liegt es nur insbesondere bei der Stringtheorie vor?
4. (Vierdimensionale) Raumzeit und Gravitation
4.1 was ist die Ursache für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen? warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert bzw. anderweitig unsichtbar?
4.2 sind die Extradimensionen nun klein (kompaktifiziert) oder groß (mit warp-Faktor)? gibt es dafür ebenfalls eine R – 1/R Dualität?
4.3 gibt es Ansätze zu rein vierdimensionalen Stringtheorien, die ohne die sonst zugrundeliegende 10- dimensionale Raumzeit auskommen?
4.4 Stichwort Singularitätentheoreme (Hawking, Penrose): haben diese Bestand in der Stringtheorie, d.h. in mehr als 4 Dimensionen? oder gibt es einen Beweis für die Singularitätenfreiheit der Stringtheorie?
4.5 gibt es eine Ableitung oder Motivation der ART als effektive Theorie? ist die Existenz eines Spin-2 Teilchens ausreichend, um von Auftreten der Gravitation zu sprechen?
4.6 wie kann das Konzept der Hintergrundabhängigkeit (Stichwort: Diffeomorphismeninvarianz der ART) mit dynamischer Raumzeit in die Stringtheorie integriert werden?
4.7 + 3.7 was ist der aktuelle Status (theor. + exp.) bzgl. der Dualitäten (S-, T-, AdS/CFT, allg. Gauge/Gravity) ?
4.8 können die String- / M-Theorien eine Quantelung der Raumzeit hervorbringen und kann man diese nachweisen?
4.9 sagt die Stringtheorien etwas über Singularitäten (Big Bang, schwarze Löcher), deren Existenz oder Nicht-Existenz (Vermeidung), ihre Entstehung / Ursachen / Vorgeschichte?
4.10 gibt es eine Ableitung der Bekenstein-Hawking-Entropie in der Raumzeit eines realistischern schwarzen Lochs anstelle von BPS-Zuständen in einer flachen Raumzeit?
5. Zum Standardmodell
5.1 was genau ist das Bild der herkömmlichen QFTs / des Standardmodells / der Gravitation in den verschiedenen Theorien? was genau sind Branen, Flux, etc.?
5.2 welche unterschiedlichen Modelle liefern die verschiedenen Theorien für die herkömmlichen QFTs / das Standardmodells / die Gravitation
5.3 gibt es eine Erklärung des Standardmodells als effektive Theorie?
5.4 gibt es eine Erklärung der Symmetrien und Generationen des Standardmodells oder des MSSM?
5.5 gibt es eine bekannte Vakuum-Lösung der Stringtheorie / M-Theorie oder der Supergravitation, die diese oder zumindest ähnliche Symmetrien hervorbringt?
5.6 gibt es eine Erklärung für Abwesendheit der (masselosen) skalaren Felder (Moduli)?
5.7 gibt es einen realistischen Ansatz für die Brechung der Supersymmetrie?
5.8 gibt es einen Hinweis auf die Lösung des Hierarchieproblems?
5.9 gibt es einen realistischen Ansatz für die Massen (M > 0) der im Standardmodell bekannten Elementarteilchen?
5.10 gibt es einen realistischen Ansatz für Phänomene wie Higgs-Boson bzw. dessen Nicht-Existenz, asymptotische Freiheit, Confinement, chirale Symmetrie bzw. deren Brechung, CP-Verletzung, axiale Anomalie, Neutrinomasse und -oszillationen, ...?
5.11 gibt es eine Erklärung für die Vakuumenergiedichte, d.h. den Wert und die Natur / den Ursprung der kosmologischen Konstanten?
6. Störungstheorie
6.1 gibt es eine nicht-störungstheoretische Formulierung der Stringtheorie oder der M-Theorie?
6.2 gibt es einen Beweis der Singularitätenfreiheit der n-loop Amplitude?
6.3 gibt es einen Beweis für die Konvergenz der Störungsreihe?
6.4 was genau passiert mit den nicht-masselosen (störungstheoretisch unterdrückten) Anregungen in der Stringtheorie?
6.5 wie wird die Argumentation bzgl. Anomalienfreiheit durch Branen / M-Theorie mit 11- (12- ?) dim. Raumzeit, noch nicht bewiesener störungstheoretischer Renormierbarkeit, möglicherweise nicht-summierbare Störungsreihe etc. tangiert?
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Hallo zusammen,
sieht gut aus.
Gebt mir ein Zeichen, die finalen Fragen und ich lege los. Wir können per E-Mail ja eine Liste von Adressaten zusammenstellen und verteilen, wer wen anfragt.
Wir sollten beim Adressat auf jeden Fall abfragen, ob er namentlich erwähnt werden oder anonym bleiben will - und die jeweilige Entscheidung peinlich genau einhalten.
Gruß,
Ray
sieht gut aus.
Gebt mir ein Zeichen, die finalen Fragen und ich lege los. Wir können per E-Mail ja eine Liste von Adressaten zusammenstellen und verteilen, wer wen anfragt.
Wir sollten beim Adressat auf jeden Fall abfragen, ob er namentlich erwähnt werden oder anonym bleiben will - und die jeweilige Entscheidung peinlich genau einhalten.
Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Von mir aus: Let's go
Ist sicher auch im Sinne Wilfried's. Die endgültigen Fragen haben wir doch schon festgelegt, meine ich.
In dieser Hinsicht bedarf es wohl keiner weiteren Abstimmung.
Nun aber zunächst ein schönes Wochenende,
Gruß
gravi
Ist sicher auch im Sinne Wilfried's. Die endgültigen Fragen haben wir doch schon festgelegt, meine ich.
In dieser Hinsicht bedarf es wohl keiner weiteren Abstimmung.
Nun aber zunächst ein schönes Wochenende,
Gruß
gravi
Unser Wissen ist ein Tropfen. Was wir nicht wissen, ist ein Ozean.
Sir Isaac Newton
Sir Isaac Newton
Hallo Kollegen,
wie sieht's denn nun aus?
Gibt es Rückmeldungen zu unserem Thema? Von meiner Seite aus nicht; ich hatte ja gesagt dass ich aufgrund mangelnder perönlicher Kontakte nicht selbst aktiv werden möchte.
Gruß
Tom
wie sieht's denn nun aus?
Gibt es Rückmeldungen zu unserem Thema? Von meiner Seite aus nicht; ich hatte ja gesagt dass ich aufgrund mangelnder perönlicher Kontakte nicht selbst aktiv werden möchte.
Gruß
Tom
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper