NGUYN TT THNH B3-K47-ĐHKHTN-HN Giới thiệu về lý thuyết Dây
(String theory)
- Version 1 -
Mục lục:

I. Tại sao lại là các dây? ............................................................................................................2
II. Dây và hoạt động của dây ...................................................................................................3
1. Dây là gì? ............................................................................................................................3
2. Hoạt động của dây .............................................................................................................3
3. Các chiều không gian ........................................................................................................3
4. Tính đối xứng và phơng pháp mới .................................................................................4
III. Lý thuyết M và khả năng của nó .......................................................................................5
1. Lý thuyết M ........................................................................................................................5
2. Lỗ đen theo quan điểm của lý thuyết M...........................................................................5
3. Vũ trụ thời bigbang ...........................................................................................................6
IV. Câu hỏi cần giải thích và mở rộng......................................................................................6
Bảng phụ lục.......................................................................................7
s.
Sau này đã thống thất đợc ba lực: điện từ - mạnh - yếu (dựa trên sắc động học lợng tử QCD
_quantumchromodynamics) ở 10
28
K, 10
15
GeV, 10
-35
s. Nhng vẫn cha thống nhất đợc lực hấp dẫn ơng
ngạnh. Cần có một lý thuyết mới hiện đại hơn, tổng quát hơn. Và thế là lý thuyết dây đã ra đời. Thuyết
dây đã kết hợp đợc TTĐR và CHLT, mô tả đợc toàn bộ thế giới, đặc biệt đã chứng minh đợc bốn lực
cơ bản nhất của tự nhiên (điện từ, mạnh, yếu và hấp dẫn) là có chung một nguồn gốc.

19
GeV). L
Planck
=
3
C
Gh

~
10
-35
(m
)
L
s
=

T
C

h
(cho một dây)

m =

3
C

của dây. Những hạt truyền tơng tác nh photon, bozon yếu(w,z), gluon và graviton chỉ là những mode
dao động riêng. Dây càng căng ( năng lợng càng lớn) thì càng khó dao động. Lực graviton yếu nhất ứng
với độ căng lớn nhất ~10
39
tấn (độ căng Planck) tơng ứng với độ dài Planck (10
-35
m). Để tạo ra các hạt
vật, chất năng lợng dao động của dây đợc triệt tiêu giữa những thăng giáng lợng tử đúng bằng năng
lợng của hạt. Có nhiều mode dao động cho các hạt có khối lợng nặng nên cha tìm thấy. Mỗi hạt có
một siêu hạt bạn có spin kém hạt đã biết 1/2 (selectron(0), snơtrino(0), squark(0), photino(1/2),
gravitino(3/2) )...
3. Các chiều không gian.
Con ngời nhận thức đợc phần lớn là nhờ vào trực giác, nhng đôi khi trực giác lại dẫn đến
những sai lầm. Trớc thời Einstein vật lý đợc xây dựng trên 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian tách
biệt. Khi thuyết tơng đối của Einstein ra đời thì không gian, thời gian đợc kết nối gắn
liền với nhau tạo nên một thế giới không-thời gian 4 chiều. Sau đó năm 1919 Kaluza và
sau đợc Klein phát triển đa ra giả thuyết không gian 4 chiều, ngoài 3 chiều đã biết còn
có 1 chiều phụ nữa. Qua đó cũng đã thống nhất đợc lực hấp dẫn và lực điện từ. Khi lý
thuyết dây ra đời, đòi hỏi cần phải có các chiều không gian phụ không chỉ có 1 mà tới 6
hay 7 hoặc nhiều hơn thế nữa. Các dây đợc cuộn lại trong các chiều phụ đó, và nằm
trong các không gian xác định (không gian Calabi-Yau). Chúng có thể chuyển từ không
gian (C-Y) này sang không gian (C-Y) khác nhờ sự xé rách và dịch chuyển.
String in C-Y space
Giới thiệu về lý thuyết dây Page 3 of 7

NGUYN TT THNH B3-K47-ĐHKHTN-HN

Do có các chiều không gian phụ mà đã sinh ra nhiều loại lý thuyết dây:

S i ngu

Đối ngẫu (Duality):

Loại S : thuyết IIA với tơng tác mạnh (hằng số liên kết >1) tơng ứng với
thuyết IIB ở tơng tác yếu (hằng số liên kết <1).
Loại T : thuyết IIA compăc trên một không gian thể tích lớn tơng ứng với
thuyết IIB compăc trên một không gian thể tích nhỏ ( hay vật lý của dây
loai IIA trong vũ trụ có chiều cuộn tròn bán kính R đồng nhất với vật lý
dây loại IIB trong vũ trụ có chiều cuộn tròn bán kính 1/R )
Loại U : kết hợp lại nếu thuyết IIA compăc trên một không gian lớn (hoặc nhỏ) của thể tích là
tơng ứng với thuyết IIB ở liên kết mạnh (hoặc yếu).
Ta còn thấy thuyết loại I ở liên kết mạnh tơng ứng với thuyết Heterotic_O ở liên kết yếu.
Lý thuyết IIB là tự đối ngẫu.
Lý thuyết siêu hấp dẫn 10 chiều có 4 loại : ba trong số này gần đúng nh hạt điểm năng lợng
thấp ở lý thuyết loại IIA, IIB và Heterotic_E. Loại thứ t gần đúng ở năng lợng thấp của dây
loại I và Heterotic_O.
Siêu hấp dẫn 11 chiều là gần đúng năng lợng thấp của thuyết IIA ở liên kết mạnh, khi đó nó
phình ra nh chiếc xăm. Và nó cũng là một dạng của thuyết Heterotic_E ở liên kết mạnh, khi
đó nó đợc trải ra nh màng 2 chiều với chiều rộng bị chi phối bởi hằng số liên kết.
Trạng thái BPS (Bogomolnyi - Prasat - Sommerfield) : các cấu hình trong lý thuyết siêu đối
xứng có các tính chất đợc xác định chính xác bằng cách chỉ dựa vào đối xứng.
Nhờ có các trạng thái siêu đối xứng mà ta có thể hiểu đợc một số khía cạnh phi nhiễu loạn trong
thuyết dây, đây là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu thuyết dây.
(nhiễu loạn chỉ dùng đợc khi hằng số liên kết <1 )
Giới thiệu về lý thuyết dây Page 4 of 7

NGUYN TT THNH B3-K47-ĐHKHTN-HN



Đờng hầm trong vũ trụ
Câu hỏi đặt ra: liệu trong không gian nhiều chiều chứa các lỗ đen,
có tồn tại các "đờng hầm" vũ trụ không ?

Thông tin có thể mất đi, hay
xuất hiện trở lại từ hố đen.