ההבדל העיקרי בין כוח הכבידה הקוונטית בלולאה לתורת המיתרים הוא שכוח המשיכה הקוונטי של הלולאה אינו מנסה לאחד אינטראקציות בסיסיות, בעוד שתורת המיתרים היא ניסיון תיאורטי לאחד את כל ארבע האינטראקציות הבסיסיות.
כבידה קוונטית בלולאה היא תיאוריה שמגיעה תחת כוח הכבידה הקוונטית, והיא שואפת למזג מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית. תורת המיתרים היא מסגרת תיאורטית שבה החלקיקים דמויי הנקודה (של פיזיקת החלקיקים) מוחלפים במחרוזות D שמות אובייקטים. ארבע האינטראקציות הבסיסיות שנדונו לעיל בסעיף ההבדלים העיקריים הן אינטראקציות כבידה, אינטראקציות אלקטרומגנטיות, אינטראקציות חזקות ואינטראקציות חלשות.
מהו כבידה קוונטית בלולאה?
כבידה קוונטית בלולאה היא תיאוריה שמגיעה תחת כוח הכבידה הקוונטית, והיא שואפת למזג מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית. זה נעשה באמצעות שילוב של מודל סטנדרטי במסגרת מקרה הכבידה הקוונטי הטהור. אנו יכולים לקצר תיאוריה זו כ-LQG, והיא מועמדת לכבידה קוונטית, שבה היא מתחרה בתורת המיתרים.
אנו יכולים להבין את התיאוריה הזו כניסיון לפתח תורת כבידה קוונטית. אנחנו יכולים לעשות את הפיתוח הזה בהתאם לניסוח הגיאומטרי של איינשטיין שבו אנחנו לא מתייחסים לכוח המשיכה כאל כוח. שם, אנחנו צריכים להניח שתיאוריית הכבידה הקוונטית בלולאה מכמתה את המרחב והזמן באופן אנלוגי לכיוונטיזציה של אנרגיה ותנע במכניקת הקוונטים. לכן, תיאוריה זו נותנת לנו אינדיקציה למרחב-זמן שבו המרחב והזמן נראים גרגירים ובדידים ישירות עקב הקוונטיזציה, הדומה לפוטונים בתורת הקוונטים לגבי אלקטרומגנטיות ורמות האנרגיה הבדידות של אטומים.
איור 01: גלאי חלקיקים CMS
יתר על כן, תיאוריה זו מניחה שמבנה החלל מורכב מלולאות סופיות השזורות לרשת עדינה הדומה לבד. אנו קוראים לרשתות הללו רשתות ספין. עם זאת, החלל עצמו מעדיף מבנה אטומי. קיימות שתי גישות מחקר לתיאוריה זו, הכוללות את הכבידה הקוונטית של הלולאה הקנונית המסורתית יותר ואת הכבידה הקוונטית של הלולאה הקווריאנטית החדשה.
מהי תורת המיתרים?
תורת המיתרים היא מסגרת תיאורטית שבה חלקיקים דמויי נקודה של פיזיקת החלקיקים מוחלפים במחרוזות D של שמות אובייקטים. תיאוריה זו יכולה לתאר את התפשטות המיתרים במרחב ואת האינטראקציות שלהם זה עם זה. כשמדובר בקנה מידה גדול יותר, מיתר נוטה להופיע כחלקיק רגיל בעל המסה, המטען שלו וכו'., ונוכל לקבוע אותם באמצעות מצב הרטט של המיתר הזה.
אנו יכולים לראות שתורת המיתרים מחשיבה מצב רטט אחד או יותר של מחרוזת חלקיקים כתכונה המקבילה לגרביטציה, שהיא חלקיק מכני קוונטי הנושא כוח כבידה. לכן, אנו יכולים לומר שתורת המיתרים היא תיאוריה של כבידה קוונטית.
יתר על כן, תורת המיתרים תורמת להתקדמות הפיזיקה המתמטית המיושמת במגוון בעיות בנוגע לפיזיקת חורים שחורים וכן בקוסמולוגיה המוקדמת של היקום, פיזיקה גרעינית וכו'.
כאשר בוחנים את ההיסטוריה של תיאוריה זו, היא עלתה לראשונה בשנות ה-60 כתיאוריה של הכוח הגרעיני החזק. עם זאת, הוא נזנח לטובת כרומודינמיקה קוונטית.מאוחר יותר, מדענים הבינו כי התכונות העיקריות של תורת המיתרים הופכות אותה לבלתי מתאימה לפיזיקה גרעינית והוקצו לתורת הקוונטים של כוח הכבידה. אנו יכולים לזהות את המודל הקדום ביותר של תורת המיתרים בתור תורת המיתרים הבוזוניים. תיאוריה זו כללה רק חלקיקי בוזון, שפותחה מאוחר יותר לתורת מיתרי העל שהצביעה על הקשר או ה"סופרסימטריה" של בוזונים ופרמיונים.
מה ההבדל בין כבידה קוונטית בלולאה לתורת המיתרים?
כבידה קוונטית בלולאה היא תיאוריה שמגיעה תחת כוח הכבידה הקוונטית, והיא שואפת למזג מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית. תורת המיתרים היא מסגרת תיאורטית שבה החלקיקים דמויי הנקודה (של פיזיקת החלקיקים) מוחלפים במחרוזות D שמות אובייקטים. ההבדל העיקרי בין כוח הכבידה הקוונטית בלולאה לתורת המיתרים הוא שכוח המשיכה הקוונטי של הלולאה אינו מנסה לאחד אינטראקציות בסיסיות, בעוד שתורת המיתרים היא ניסיון תיאורטי לאחד את כל ארבעת האינטראקציות הבסיסיות.
האינפוגרפיקה שלהלן מסכמת את ההבדלים בין כוח הכבידה הקוונטית בלולאה לתורת המיתרים בצורה טבלאית.
סיכום – כבידה קוונטית בלולאה לעומת תורת המיתרים
ההבדל העיקרי בין כוח הכבידה הקוונטית בלולאה לתורת המיתרים הוא שכוח המשיכה הקוונטי של הלולאה אינו מנסה לאחד אינטראקציות בסיסיות, בעוד שתורת המיתרים היא ניסיון תיאורטי לאחד את כל ארבע האינטראקציות הבסיסיות. ארבע האינטראקציות הבסיסיות שנדונו לעיל בסעיף ההבדלים העיקריים הן האינטראקציות הכבידה והאלקטרומגנטיות, אינטראקציות חזקות וחלשות.
