Aktueller Status der Stringtheorie ???

[tomS]

Hallo zusammen,

aufgrund der Lektüre einiger Bücher, Artikel sowie der Diskussionen hier im Forum wollte ich anregen, dass wir versuchen sollten, einen objektiven und aktuellen Status bzgl. einiger zentraler Fragestellungen zur Superstringtheorie zu erhalten.

Mein gegenwärtiger Eindruck ist folgender:
1) Aus einem einheitlichen Ansatz haben sich unterschiedliche Richtungen herausgebildet, die sich nicht nur bzgl. der Forschungsschwerpunkte (normal) sondern bereits hinsichtlich der Grundpositionen unterscheiden (welche Rolle spielt die „Landscape“, sind die Extradimensionen jetzt groß oder klein?)
2) Die Diskussion läuft auf zwei Ebenen ab:
zum einen eher hermetisch geschlossen innerhalb der Community und wenig zugänglich für Außenstehende, also nicht nur für Laien, sondern auch für interessierte Physiker, die jedoch auf anderen Gebieten tätig sind;
zum anderen populärwissenschaftlich in Büchern (Smolin, Woit, Susskind), die teilweise eher polemisch vereinfachend als fundiert objektiv argumentieren
3) Es gibt aktuell keinen verlässlichen, objektiven Statusbericht bzw. entsprechende Review-Papiere, wie auf anderen Gebieten der Grundlagenforschung Standard; oder diese Papiere sind für Außenstehende nicht zugänglich.

Ich selbst habe immer wieder versucht, mir zu einigen kontroversen Themen einen Überblick zu verschaffen, bin jedoch leider wiederholt gescheitert. Mich irritiert insbesondere, dass die String-Community keine fundierten Papiere verfasst, die die zentralen Fragestellungen benennen und behandeln, sondern dass diese Problemstellungen hauptsächlich von Außenstehenden angesprochen werden, wobei die Reaktion der Community darauf eher arrogant und oberflächlich als objektiv wirkt.

Ich empfinde diese Situation (mein Eindruck - wohl ebenfalls nicht objektiv) als unbefriedigend, zumal sie sich mir in weiten Bereichen der theoretischen Physik anders darstellt.

Ich möchte es jedoch nicht dabei belassen, sondern hoffe, dass man auf zentrale Fragestellungen auch objektive Antworten bzw. einen Status bzgl. der wesentlichen offenen und kontroversen Punkte sowie der aktuellen Forschungsergebnisse und -richtungen bekommen kann. Ich bin nun nicht mehr aktiv in der Forschung tätig und habe demnach keine passenden Ansprechpartner, glaube jedoch, dass wird das gemeinsam bewerkstelligen können.

Dazu folgende Vorschläge:
1) Ray könnte über seine sicherlich guten Kontakte versuchen, einen qualifizierten Diskussionsteilnehmer zum Thema Strings für das Forum zu gewinnen.
2) Alternativ sehe ich eine E-Mail an einen renommierten deutschen Physiker, der sich evtl. die Mühe macht, zumindest einen kurzen Überblick zu geben, Review-Papiere zu nennen o.ä. Dazu würde ich Prof. Hermann Nicolai vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik vorschlagen, da ich seine Diskussion zu Thema Loop Quantum Gravity, die er mit Thomas Thiemann geführt hat, als sehr positiv empfunden habe: Nicolai: „Loop quantum gravity: an outside view“; Thiemann: „Loop Quantum Gravity: An Inside View“.

Solltet Ihr Interesse an diesem Thema haben, so gebt doch bitte hier Rückmeldung bzgl. Vorgehensweise und Inhalt der Diskussion. Ein erster Schritt wäre eine Fragenliste. Einige könnte ich als Diskussionsgrundlage beisteuern.

Viele Grüße

[gravi]

Ich finde das ist eine hervorragende Idee.
Du hast ja auch schon eine Vorgehensweise erwähnt, die sicherlich der richtige Weg ist.

Vielleicht kann Wilfried hierzu auch Prof. Bojowald kontaktieren und für eine kleine Übersicht gewinnen - man kennt sich ja bereits

Netten Gruß

gravi

[derNeugierige]

Also ich finde das auch eine sehr klasse Idee. Weitere Fragen fallen mir bestimmt noch ein. Ein paar habe ich ja schon gestellt.

[tomS]

Am besten, jeder schreibt zunächst mal seine Fragenliste kurz zusammen und stellt sie hier vor; wir müssen sie ja erst diskutieren. Einige Fragen können wir ja sicher selbst beantworten. Die anderen müssen wir irgendwie sortieren oder gewichten.

[breaker]

Spontan würde mich interessieren, welche Aussagen die Stringtheorie überhaupt macht.
Ich meine, dass Teilchen Fäden sind ist ja eine Annahme und sonst erfährt man als nicht-Experte recht wenig über die Stringtheorie.
Gut, es soll 11 Dimensionen und Branen und weißgottwasalles geben, aber was erklärt das? Wie kann man damit Quantenmechanik und Relativitätstheorie vereinen?

Am ehesten würde mich interessieren, ob die Stringtheorie Aussagen macht, die sich mit realistischer Wahrscheinlichkeit in näherer Zukunft überprüfen lassen.

[wilfried]

Tag Tom

ich habe Dein Thema hierher verschoben. Es passt besser in diesen Bereich.

Netten Gruß

Wilfried

[gradient]

Hallo Tom,

du bereicherst das Forum nicht nur durch Fachwissen, sondern auch durch gute Ideen!

Meine Fragen (zum Teil auch schon im Forum besprochen) wären:
1. Grundlegendes zur Stringtheorie
1.1 Inwiefern lassen sich aus ihr die ART und QM ableiten? Wie weit ist man inzwischen in diesem Bereich? Wenn es größere Probleme dabei geben sollte, gibt es dann noch eine reelle Chance, diese zu beheben, oder ist man ganz am falschen Dampfer?
1.2 Gibt es Grundannahmen in der Stringtheorie, die denen der ART oder QM erheblich widersprechen? Wenn ja, stellen diese Widersprüche eine Verbesserung der jeweiligen Theorien dar, oder führen sie zu Schwierigkeiten (z.B. in Bezug auf Frage 1.1)?

2. Stellungnahme der Stringtheorie zu aktuellen Problemen in der Physik
2.1 Kann im Rahmen der Stringtheorie der Wert der im Universum beobachteten Vakuumenergiedichte hergeleitet werden? Wenn nein, wo sind die Probleme?
2.2 Hat man mit Hilfe der Stringtheorie schon versucht, die Pioneer- oder Flyby-Anomalien zu erklären?
Evtl. könnten hier noch weitere Probleme der Physik angeführt werden.

3. Überprüfbarkeit der Stringtheorie
3.1 Macht die Stringtheorie überhaupt eindeutige Vorhersagen (= neue Aussagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen)?
3.2 Welche davon sind (in absehbarer Zeit) überprüfbar?
3.3 Ist das Problem der sehr schweren Überprüfbarkeit ein grundsetzliches Merkmal einer Quantengravitationstheorie, oder liegt es nur insbesondere bei der Stringtheorie vor? Sieht es bei anderen konkurrierenden Theorien besser aus?

[tomS]

Hallo zusammen,

freut mich, wenn euch die Idee (die ja ein bisschen von Wilfried abgekupfert ist) zusagt.

@breaker: genau, es geht nicht um theoretische Ansätze der Stringtheorie (11 Dimensionen), sondern um überprüfbare Vorhersagen.

@Wilfried: ja, Verschieben passt; ich wollte im Off Topic nur die grundsätzliche Frage stellen, ob das von Interesse ist; inhaltliche Themen / Fragenliste usw. sind hier natürlich besser aufgehoben.

@gradient: zunächst mal danke für die Ideen; ich denke, wir werden das eine gewisse Zeit sammeln und dann versuchen, eine gemeinsame Liste der für uns zentralen Fragestellungen zu finden. Ich halte mich mit meinen Ideen noch ein bisschen zurück.

Was grundsätzliches zur Vorgehensweise: wir müssen uns irgendwie auf einen Ausgangspunkt bzw. ein gemeinsames Niveau einigen, wenn wir die Fragenliste vorlegen. Das wird schierig werden. Welche Literatur habt ihr denn gelesen bzw. welche Literatur könnten wir denn als Basis nehmen. Wir müssen ja irgendwie signalisieren: "es gibt eine Gruppe von interessierten Laien und Schülern, Studenten, ex-Wissenschaftlern, fachfremden Wissenschaftlern, einem aktiven Astrophysiker (wenn er denn mitmacht) usw., die folgende Fragestellungen umtreiben: ..." Was ist unser kleinste gemeinsame Nenner, bzw. auf welchem Niveau erwarten wir eine Antwort.

Ich würde z.B. ein Niveau wie Brian Greens Buch "The Elegant Universe" oder alternativ "Spektrum der Wissenschaften" vorschlagen. Aber das kennnen natürlich auch nicht alle. Wie sieht's mit Wikipedia aus? Wollen wir uns zwei Artikel zu String- und M-Theorie vornehemen und die als Ausgangspunkt definieren? Oder wie sieht's mit folgender Seite aus: http://superstringtheory.com/

Wie weit wollen wir das vorab diskutieren? Also ich lasse jetzt z.B. die Fragen von gradient erst mal so stehen, obwohl ich schon ein paar Anmerkunge hätte - aber evtl. bin ich ja gar nicht gefragt :-)

Gruß

[gravi]

Die von Dir vorgeschlagene Basis ist meiner Ansicht nach ganz okay.
Das "elegante Universum" ist ziemlich bekannt und bietet beste Grundlagen/Einsichten in die Stringtheorien. Die "Spektrum" ist bei mir sowieso "Pflichtlektüre".

Zu den wichtigsten Fragen zähle ich ebenfalls:

- gibt es inzwischen überhaupt überprüfbare Voraussagen?

- können die M- Theorien irgendwann eine Quantelung der Raumzeit nachweisen oder ist diese nicht existent?

- wird es Experimente geben, die nachweisen, dass die fundamentalen Teilchen tatsächlich hochgespannte Strings bzw. Branen sind?

- wie ist der aktuelle Status der M- Theorien bezüglich des Zustandes der Materie im Schwarzen Loch?

Weil Du dieses Thema "angezettelt" hast, lieber Tom, sollte die endgültige Zusammenstellung der Fragenliste auch in Deiner Obhut liegen...



Netten Gruß
gravi

[tomS]

Hallo,

ich lass' mir noch etwas Zeit, da ich hier keine Richtung vorgeben möchte - weder zur der Lektüre, noch zur der Fragenliste. Bzgl. letzterer habe ich inzwischen sowieso eine etwas andere Idee.

Ich würde zunächst nur folgende drei Fragen stellen:
1) was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (experimentell überprüfbaren) Vorhersagen ?
2) was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme bzw. zentrale offene Fragen ?
3) was ist insgs. der gegenwärtige Status bzw. was sind die bzgl. Frage 2) aktuellen Forschungsrichtungen ?

Im Anschluss würde ich dann die noch zu sammelnden Fragen exemplarisch anreißen, aber im ersten Schritt erst mal das Terrain erkunden :-)

Natürlich haben wir dann einen "Fragenkatalog" parat, aber ich denke, es ist spannend, erst mal einen (oder mehrere) Experten überhaupt diese zentralen Punkte auflisten zu lassen.

Die Zusammenstellung der Fragen (ihr habt ja schon fleißig Vorschläge gemacht) übernehme ich gerne.

[tomS]

Wow!

Hab gerade meine Mails gechecked und muss euch was beichten.

Ich hab' mir erlaubt, mal probehalber eine Mail an Peter Woit (Autor von "Not even wrong") zu schreiben, und ihn um Quellen oder Ansprechpartner bzgl. eben dieser Themen zu bitten. Also noch nicht die angestrebte Diskussion, sondern nur die Frage, ob sich seit seinem Buch was verändert hat und ob er Veröffentlichungen der String-Community kennt, die diese Themen behandeln.

Hab innerhalb eines Tages eine Antwort bekommen!

Leider negativ: seiner Meinung nach hat sich in den vergangene Jahren (seit seiner Kritik) kaum etwas verändert: Die String-Fraktion sieht er ggw. in der Defensive, kaum einer wünscht, dass derartige zentrale konzeptionelle Probleme an die Öffentlichkeit gezerrt werden.

Veröffentlichungen unterscheiden seiner Meinung kaum zwischen gesicherten Erkenntnissen einerseits und Vermutungen andereseits - teilweise bewusst, teilweise weil jüngere Forscher die ursprünglichen Quellen (> 20 Jahre alt) gar nicht kennen.

In seinem Blog läuft es seiner Meinung nach häufig auf unsachliche Kritik seitens der String-Community hinaus, viele wollen damit nichts zu tun haben.

Als Quelle für eine Vergleich zwischen ST Und LQG (u.a.) nennt er http://arxiv.org/abs/hep-th/0303185 - ist leider wieder nicht von einem String-Theoretiker und auch nicht mehr brandneu.

[wilfried]

Tag zusammen

@ Tom: ich schliesse mich gravi an: Die Idee hätte auch von mir sein können

Vielleicht kann Wilfried hierzu auch Prof. Bojowald kontaktieren und für eine kleine Übersicht gewinnen - man kennt sich ja bereits

Das mache ich sehr gerne, nur ich bitte gerade etwas um Nachsicht, ich bin dabei mein Skript (Physik) für meine neue Vorlesung zu schreiben. Das kostet echt Zeit....ihr werdet das nicht glauben. Ich sitz gerade den ganzen tag im Garten mit meinem Rechner und schreibe schreibe schreibe schreibe ......puuuuhhhhhhhhhh

Aber ich werde Herrn Bojowald mal daraufhin anschreiben. Ich vergesse es nicht, auch wenn es etwas dauert.

Auch vermag ich zur Zeit keine Antworten großen Stils zu schreiben.

Gruß

Wilfried

[gravi]

Lasst Euch nur Zeit, Wilfried und Tom,

dieses Thema braucht sicherlich etwas an Ausdauer, damit wir irgendwann zu brauchbaren Aussagen kommen. Uns läuft ja nichts weg, die "Stringser" schon gar nicht

Gruß
gravi

[tomS]

Ich hab inzwischen eine ziemlich lange Fragenliste; die hier geposteten Fragen sind schon dabei. Wenn ich das einigermaßen konsolidiert habe, stell' ich's hier rein.

Weiß jemand, wo Ray steckt? den hätte ich gerne mit an Bord.

[Ray Light]

Hier bin ich, juhu!? Bin momentan recht beschäftigt...

Ich finde die Idee auch sehr gut! Der Fragenkatalog sollte allerdings schon sehr "rund" sein. Was ich bisher gelesen habe, ist entweder sehr allgemein oder aber sehr speziell. Zum Teil haben wir uns viele Antworten auf gestellte Fragen bereits hier im Forum erarbeitet.

Sinnvoll wäre es sicherlich nicht mehr als ca. 5 Fragen zu haben; damit wir die Befragten nicht überfordern. Sie könnten so gestrickt sein, dass sie einerseits aus der Sicht des Stringtheoretikers und andererseits aus der Sicht des Loop-Quantengravitationstheoretikers beantwortet werden könnten.

Im Prinzip gab's das schon in der Gestalt der beiden Papers, die Tom nannte: Nicolai: „Loop quantum gravity: an outside view“; Thiemann: „Loop Quantum Gravity: An Inside View“.

Ich kann auch ein paar Leute anfunken, ob sie mitmachen. Ich kenne vor allem ein paar Stringtheoretiker. Wir müssen nur abklären, ob die Befragten zustimmen, dass ihre Antworten inkl. ihr Name im WWW abgedruckt werden. Hier könnte man auf Empfindlichkeiten stoßen.

Lasst uns also zunächst auf einen richtig guten Fragenkatalog einigen.

Gruß,
Ray

[tomS]

Ray, super, dass du mitmachst.

Ich weiß nicht, ob wir aus den beiden Papiere Fragen herausarbeiten können, die auf die Stringtheorie "passen", dazu sind die Papiere doch zu speziell (meine ich). Wie sieht's mit How far are we from the quantum theory of gravity? aus?

Bzgl. des knappen Fragenkatalogs stimme ich dir voll zu.

Wenn jemand anonym bleiben will, dann wäre das schon schade; wenn man aber mal in den Blogs liest, wer sich in welchen Worten mit wem anlegt, dann kann man da schon irgendwie verstehen.

[derNeugierige]

Ich hätte auch noch eine:

1.) Urknall und die Stringtheorie

1.1.)
Inwiefern kann man Berechnungen am Universum zur Zeit direkt nach dem Urknall, also vor der Planck-Zeit, durchführen?
1.2.)
Wenn ja, was stellt man fest?
1.3.)
Ist man inzwischen soweit die Singularität aufzulösen?
1.4.)
Lässt sich evtl. auch etwas vorhersagen, was vor dem Urknall war?



PS: Die Stringtheorie hat doch nichts mit Muliversen zu tun, oder?

[tomS]

Hallo,

doch, leider hat die Stringtheorie sehr viel mit Multiversen zu tun.

- man muss 6 der 10 Dimensionen kompaktifizieren (man könnte natürlich auch weniger oder Dimensionen kompaktifizieren)
- Form (Topologie und Geometrie) dieser kompakten Räume werden durch sehr viele freie Parameter beschrieben
- die Form kann über die "normale" Raumzeit variieren, dann werden die Parameter sowas wie skalare Felder
- die kompakten Räume haben üblicherweise n-dimensionale Löcher; durch diese Löcher könenn sich "n-dimensionale Flusslinien"
- einige der skalaren Felder spielen eine Rolle ähnlich wie Kopplungskonstanten (z.B. GRavitationskonstante)
- die Supersymmetrie muss gebrochen werden

Für all dieses gibt es (sagt man) 10^500 verschiedene Möglichkeiten; jede dieser Möglichkeiten entspricht einem Vakuum, auf dem sich dann (ja nach Vakuum unterschiedliche) Teilchen / Felder ausbreiten und auf dem es ja nach Vakuum unterschiedliche) Wechselwirkungen gibt.

D.h. unser Universum mit seinen vier sichtbaren Dimensionen der Raumzeit plus den Wechselwirkungen, Teilchen, Teilchenmassen, ... ist nur eine unter 10^500 mögliche Universen (können auch mehr sein). Die Gesamtheit all dieser Universen nennt man das Multiversum bzw. die Landscape.

Nun gibt es zwei Glaubensrichtungen in der String-Gemeinde:
die einen meinen, alle diese Universen wären real und wir leben in dem, das genau unsere Existenz ermöglicht, deswegen ist die Frage, warum unser Universum genau so aussieht, wie es aussieht, überflüssig;
die anderen meinen, dass eine endgültige Fassung der Theorie (die sich noch nicht am Horizont abzeichnet!) eine Art Selektionsprinzip enthalten wird, so dass eine gewisse Vorhersage getroffen werden kann, welche Möglichkeit genau realisiert ist.

Wir haben dazu schon mal was diskutiert: viewtopic.php?t=784&start=0&postdays=0& ... highlight=

Die erste Richtung (Vertrete des anthropischen Prinzips) werden stark angegriffen, da sie auf philosophische Argimente ausweichen, wenn die Theorie keine Antworten anbietet. Also sie retten die Theorie (die offensichtlich wenig Vorhersagekraft hat - zumindest nicht in ihrer heutigen Form), indem sie einfach alles für real erklären.

[tomS]

Hallo Zusammen,

ich hab einen ziemlich umfangreichen Fragenkatalog erstellt. Dabei sind (hoffentlich) alle hier angesprochenen Themen eingeflossen.

Meine Vorstellung ist folgende: Ich würde zunächst nur die Fragen unter 1. stellen, um keine Richtung vorzugeben. Allenfalls würde ich die Punkte 2ff noch aufführen, damit klar wird, über welche Themen wir bereits nachdedacht diskutiert haben, bzw. in welcher Richtung wir uns Antworten wünschen. Die Unterpunkte stelle ich hier nur zur Diskussion, damit wir intern einen Eindruck haben um was es geht (um was es mir bei den einzelnen Punkten geht).

Ich würde mich freuen, wenn ich von euch Rückmeldung erhalten würde, wie ihr zu den einzelnen Punkten steht: streichen, intern diskutieren, unter 1. mit aufnehmen, ...

Zentrale Fragestellungen und aktueller Status der Stringtheorie

1. Generell
1.1 was sind die fundamentalen Konzepte / Axiome / Prinzipien?
1.2 was sind die grundlegenden Erkenntnisse und (experimentell überprüfbaren) Vorhersagen?
1.3 was sind die fundamentalen, konzeptionellen Probleme bzw. zentrale offene Fragen?
1.4 was ist insgs. der gegenwärtige Status bzw. was sind die aktuellen Forschungsrichtungen?

2. Grundlagen
2.1 welche Aussagen trifft die Stringtheorie über den Zusammenhang zwischen Quantenfeldtheorien (QM, auch Standardmodell), Gravitation (ART) und Raumzeit (Struktur etc.)? inwiefern lassen sich diese aus der Stringtheorie ableiten?
2.2 gibt es Grundannahmen in der Stringtheorie, die denen der Quantenfeldtheorien und/oder Gravitation erheblich widersprechen bzw. diese modifizieren?

3. Grundlagen der Stringtheorie, Zusammenhänge mit anderen Theorien
3.1 was sind die fundamentale Prinzipien und Gleichungen der Stringtheorie (und weiter M-Theorie, Matrix-Theorie, F-Theorie, ggf. Supergravitationstheorie)?
3.2 was sind die Beziehungen zwischen diesen Theorien? in wie weit sind sie bewiesen, in welchen Fällen handelt es sich um Näherungen und was ist der jeweilige Gültigkeitsbereich? in welchen Fällen handelt es sich um Vermutungen?
3.3 sind diese Theorien alle gleichrangig, d.h. dual zueinander, gibt es fundamentalere? haben einige eher effektiven Charakter?

3b Zusammenhänge mit anderen Theorien – Details
3b.1 gibt es mathematische Beweise für die S- und T-Dualitäten g – 1/g und R – 1/R sowie für die Mirror-Symmetrie bzw. in wie weit sind dies Vermutungen?
3b.2 was ist der genaue Inhalt bzw. welches sind die verschiedenen Versionen des holographischen Prinzpis?
3b.3 gibt es einen mathematischen Beweis für die AdS/CFT Vermutung bzw. für allgemeine Dualitäten zwischen String- und Eichtheorie?
3b.4 was genau ist das zu den Branen duale Bild in einer Theorie mit ausschließlich geschlossenen Strings?
3b.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

4. Zum Standardmodell
4.1 was genau ist das Bild der herkömmlichen QFTs / des Standardmodells / der Gravitation in den verschiedenen Theorien? was genau sind Branen, Flux, etc.?
4.2 welche unterschiedlichen Modelle liefern die verschiedenen Theorien für die herkömmlichen QFTs / das Standardmodells / die Gravitation
4.3 gibt es eine Erklärung des Standardmodells als effektive Theorie o.ä.?
4.4 gibt es eine Erklärung der Symmetrien und Generationen des Standardmodells oder des MSSM?
4.5 gibt es eine bekannte Vakuum-Lösung der Stringtheorie / M-Theorie oder der Supergravitation, die diese oder zumindest ähnliche Symmetrien hervorbringt?
4.6 gibt es eine Erklärung für Abwesendheit der (masselosen) skalaren Felder (Moduli)?
4.7 gibt es einen realistischen Ansatz für die Brechung der Supersymmetrie?
4.8 gibt es einen Hinweis auf die Lösung des Hierarchieproblems?
4.9 gibt es einen realistischen Ansatz für die Massen (M > 0) der im Standardmodell bekannten Elementarteilchen?
4.10 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, ...?
4.11 gibt es eine Erklärung für die Vakuumenergiedichte, d.h. den Wert und die Natur / den Ursprung der kosmologischen Konstanten?

5. Vierdimensionale Raumzeit
5.1 was ist der Grund für die Vierdimensionalität der Raumzeit in einem Universum mit 10 (11, 12) Dimensionen?
5.2 sind die Extradimensionen nun klein (kompaktifiziert) oder groß (mit warp-Faktor)? gibt es dafür ebenfalls eine R – 1/R Dualität?
5.3 warum sind gerade sechs Dimensionen kompaktifiziert (bzw. anderweitig unsichtbar) und nicht mehr oder weniger? gibt es Erkenntnisse über mehr oder weniger kompaktifizierte Dimensionen?
5.4 gibt es Ansätze zu rein vierdimensionalen Stringtheorien, die ohne die sonst zugrundeliegende 10- dimensionale Raumzeit auskommen?
5.5 können die String- / M-Theorien eine Quantelung der Raumzeit hervorbringen und kann man diese nachweisen?

6 Störungstheorie
6.1 gibt es eine nicht-störungstheoretische Formulierung der Stringtheorie oder der M-Theorie?
6.2 für die Störungstheorie: gibt es einen Beweis der Singularitätenfreiheit der n-loop Amplitude?
6.3 für die Störungstheorie: gibt es einen Beweis für die Konvergenz der Störungsreihe?
6.4 welche Rolle spielt die Störungstheorie? welche alternativen Ansätze gibt es?
6.5 was genau passiert mit den nicht-masselosen (störungstheoretisch unterdrückten) Anregungen in der Stringtheorie?

7 Hintergrundunabhängigkeit und Gravitation
7.1 gibt es eine Ableitung oder Motivation der ART als effektive Theorie o.ä.?
7.2 ist die Existenz eines Spin-2 Teilchens ausreichend, um von Auftreten der Gravitation zu sprechen? gibt es eine hintergrundunabhängige Formulierung bzw. eine Formulierung mit dynamischem (und somit realistischem) Hintergrund? was ist mit nicht-störungstheoretischen Phänomenen?
7.3 was ist die exakte Bedingung an den Hintergrund jenseits der niedrigsten Ordnung mir Ricci-Flachheit?
7.4 wie kann man eine Rückwirkung der Strings auf den Hintergrund verstehen?

8 Singularitäten, Schwarze Löcher
8.1 Stichwort Singularitätentheoreme: gibt es einen Beweis für Stabilität der kompaktifizierten, klassischen Raumzeit?
8.2 gibt es eine Formulierung mit realistischer Raumzeit (z.B. FRW-Modell) oder Schwarzen Löchern, z.B. normale Kerr-Lösung anstelle der maximalen Reisser-Nordström-Metrik?
8.3 kann man die Dynamik der Raumzeit bzw. die Entstehung von schwarzen Löchern verstehen?
8.4 gibt es auf dieser Basis eine Ableitung der Bekenstein-Hawking-Entropie, also in der Raumzeit eines schwarzen Lochs, anstelle von BPS-Zustände mit T(Hawking) = 0 und kleinen Störungen für flache Raumzeit?
8.5 sagt die Stringtheorien etwas über die Singularität bzw. ihre Nicht-Existenz bzw. etwas über den Materiezustand aus?
8.6 Inwiefern kann man Berechnungen am Universum zur Zeit direkt nach dem Urknall, also vor der Planck-Zeit, durchführen? Wenn ja, was stellt man fest? Ist man inzwischen soweit die Singularität aufzulösen? Lässt sich evtl. auch etwas vorhersagen, was vor dem Urknall war?

9 Zur Landscape
9.1 wie steht die Community zur „Lösung“ all dieser Probleme im Rahmen der Landscape und des anthropischen Prinzips?
9.2 sind die Landscape und das anthropische Prinzip der „alleinig selig machende Weg“, oder gibt es auch gewöhnliche Ansätze, in denen diese Probleme eher „gelöst“ als „wegdiskutiert“ werden sollen?
9.3 was genau ist das Bild der Landscape in den unterschiedlichen String-Theorien?
9.4 gibt es einen Ansatz die Landscape unabhängig vom „anthropischen Prinzip“ zu verstehen bzw. zu „kartographieren“?
9.5 gibt es Vorhersagen, die nicht bzw. nicht wesentlich vom jeweiligen Vakuum innerhalb der Landscape abhängen, z.B. Dimensionalität, Symmetrien, usw.?

10 Experimente / Phänomene
10.1 macht die Stringtheorie eindeutige Vorhersagen / neue Aussagen, die sich nicht mehrdeutig interpretieren lassen bzw. nicht aus anderen Theorien (wie z.B. MSSM) ableitbar sind?
10.2 welche Vorhersagen beziehen sich auf die Planck-Skala, welche auf zugängliche Skalen, z.B. am LHC?
10.3 welche Vorhersagen sind 1) grundsätzlich bzw. 2) in absehbarer Zeit) experimentell überprüfbar?
10.4 welche Aussagen / Annahmen haben nur Modellcharakter und sind prinzipiell nicht überprüfbar?
10.5 (z.B. die Vorhersage, dass fundamentale Teilchen String- bzw. Branen-Charakter haben)
10.6 generell: wie kann die Stringtheorie generell verifiziert oder falsifiziert werden?
10.7 ist das Problem der schwierigen Überprüfbarkeit ein grundsätzliches Merkmal einer Quantengravitationstheorie, oder liegt es nur insbesondere bei der Stringtheorie vor? wie sieht es bei konkurrierenden Theorien aus?

11 Übersicht, Status, Forschungsrichtungen
11.1 gibt es neue Forschungsrichtungen, die hier einen echten Gewinn versprechen (Matrix-Theorie, topologische Strings, Twistor-Strings, ...)
11.2 was ist generell der „Status“ von String-, Supergravitations-, M-, Matrix- und F-Theorie?
11.3 was ist die Wahrnehmung bzgl. Status von String- und M-Theorie in der Community? was ist die Meinung bzgl. der Landscape? was ist die Meinung bzgl. Vorhersagekraft, Falsifizierbarkeit, Anspruch an eine wissenschaftliche Theorie?
11.4 ist die Stringtheorie tatsächlich eine einheitliche Theorie, oder entspricht sie eher einer Klasse von Theorien, so wie die QFT?
11.5 gibt es einen oder mehrere aktuelle Übersichtsartikel o.ä., der diese Probleme objektiv analysiert?
11.6 gibt es eine offene Community, innerhalb derer eine derartige Diskussion geführt wird / werden kann?

[Skeltek]

Was mich wohl am ehesten interessiert ist, ob die aktuellsten Theorien subatomare Entropie oder zeitliche Aenderung der Eigenschaften der kleinsten Teilchen ausschliessen.

Soweit ich das verstanden habe, wird zwar angenommen, dass sich das komplette Universum seit dem Urknall staendig aendert(Raumdichte und bla) aber kategorisch abgelehnt wird, dass die darin enthaltenen Teilchen ueber die Jahrmillionen Aenderungen ihrer Grundstruktur erfahren.

[gravi]

Hallo Tom,

das ist ja eine wirkliche Fleißarbeit, die Du hier vorstellst!

Und ganz schön umfangreich, so dass man in der Tat nicht alles gleichzeitig betrachten kann. Somit würde ich auch Deinem Vorschlag folgen, zunächst Punkt 1 anzugehen, um eine Übersicht zu bekommen.

Vielleicht könnte man ja noch 8.5 ein wenig vorziehen...

Zunächst aber schon mal herzlichen Dank für Deine riesige Mühe!

Netten Gruß
gravi

[tomS]

Würde mich freuen, wenn ich weitere Vorschläge erhalten würde. Ich werde dann eine aktualisierte Liste einstellen und dabei auch möglichst einige Punkte nach vorne ziehen.

Jede Info ist willkommen, ob einzelne Punkte interessant oder uninteressant sind - oder ob etwas fehlt.

[tomS]

Interessanterweise ist im aktuellen Physikjournal der DPG ein Übersichtsartikel zur Stringtheorie erschienen: "© 2008 Wiley-VCH Verlag: Physik Journal 7 (2008) Nr. 6". Ich habe ein elektronisches Exemplar davon, möchte das aber nicht zeitnah einfach so ins Internet stellen, da es grundsätzlich nicht kostenlos erhältlich ist.

Daher meine Bitte: wer an die Zeitschrift herankommt, kann ja den Artikel so lesen. Wem es trotz Interesse nicht möglich ist, ein Exemplar aufzutreiben, der soll sich doch nochmal hier melden.

Ich werde den Autor bzgl. unserer Fragenliste anschreiben.

[gravi]

Ich wüsste jetzt nicht, wie ich an diese Ausgabe kommen könnte.

Du hast selbstverständlich völlig Recht, lieber Tom, das nicht einfach ins Web zu stellen - auch nicht hier ins Forum. Schließlich haben wir heute ein sehr strenges Urheberrecht, da könnte solches schnell sehr teuer werden.

Netten Gruß
gravi

[derNeugierige]

Ja, ich habe das auch gemerkt, weil ich bei prophysik angemeldet bin, und ich da die kostenlose Artikel lesen kann, halt nicht die, die nur für die DPG-Mitglieder sind. Schade . Da bin ich dann auch über diesen Artikel gestolpert und hatte so gehofft, dass dieser umsonst ist .
Mich würde es schon sehr interessieren, was in dem Artikel steht.