Strona głównaPytania → Dlaczego w nazwie pola Ramonda–Ramonda...

Dlaczego w nazwie pola Ramonda–Ramonda zdublowano nazwisko Ramond?

Pytanie

Pyta Maurice

Dlaczego w nazwie występującego w teorii strun pola Ramonda–Ramonda zdublowano nazwisko Ramond, skoro autorem tego pomysłu był jeden człowiek, Pierre Ramond?

Odpowiedź

Odpowiada dr hab. Piotr Sułkowski

W teorii strun, jak sama nazwa wskazuje, fundamentalnymi obiektami są struny, czyli jednowymiarowe rozciągłe obiekty, które mogą być „otwarte” (gdy ich końce są swobodne, nie połączone z sobą) lub „zamknięte” (gdy końce są złączone, tzn. gdy struna tworzy zamkniętą pętlę). Takie struny mogą drgać na różne sposoby, a różnego rodzaju takie drgania – w kwantowej wersji tej teorii – interpretowane są jako różne fizyczne stany. W ogólności stany takie mogłyby być obserwowane jako (bardzo) masywne cząstki (o ogromnych masach, rzędu masy Plancka); natomiast w różnych wersjach teorii strun pojawiają się także stany, które obserwowane byłyby jako cząstki bezmasowe. To właśnie takie bezmasowe stany miałyby tworzyć materię nas otaczającą, czy też opisaną przez Model Standardowy (przy uwzględnieniu poprawek, które tym stanom nadają pewne masy, tak jak widzimy w otaczającym nas świecie). Zachowanie i oddziaływania takich bezmasowych stanów można równoważnie opisać stosując metody teorii pola. Np. najprostsze drgania strun otwartych mają własności analogiczne do (bezmasowych) gluonów znanych z chromodynamiki kwantowej, i ich zachowanie opisuje tzw. teoria Yanga-Millsa (będą uogólnieniem zwykłej elektrodynamiki Maxwella). Z kolei podstawowe, bezmasowe drgania strun zamkniętych mają własności grawitonów. Istotne jest przy tym to, że drgania struny zamkniętej można rozłożyć na dwa niezależne stopnie swobody, rozchodzące się wzdłuż struny w dwóch przeciwnych kierunkach; drgania te często są określane jako lewoskrętne i prawoskrętne. Rozważając takie drgania należy we właściwy sposób zdefiniować warunki brzegowe na końcach struny (np. odpowiednio reprezentujące strunę zamkniętą, której początek jest zidentyfikowany z jej końcem).

Tego typu stany pojawiają się też w teoriach superstrun. W tym wypadku do opisu drgań struny należy użyć nie tylko bozonowych, lecz także fermionowych stopni swobody. W przypadku strun zamkniętych możliwe są dwa fermionowe warunki brzegowe (periodyczne i antyperiodyczne), określone jako warunek Ramonda oraz warunek Neveu-Schwarza. Ponadto drgania fermionowe także także są złożeniem drgań lewoskrętnych lub prawoskrętnych. Zatem w sumie możliwe są cztery rodzaje takich fermionowych drgań struny, określane jako sektory R-R, R-NS, NS-R, oraz NS-NS, gdzie dwa symbole oznaczając odpowiednio lewo- i prawoskrętne stopnie swobody, a R i NS oznaczają odpowiednio warunki brzegowe Ramonda i Neveu-Schwarza. Np. w sektorze R-R zarówno na lewo- jak i na prawoskrętne stopnie swobody narzucone są warunki brzegowe Ramonda. Wreszcie, każde z tego rodzaju drgań struny także reprezentuje pewne bezmasowe stany, które równoważnie można opisać metodami teorii pola, czy też bardziej ściśle, efektywnym opisem takich stanów są teorie supergrawitacji. W tych teoriach pola (czy też supergrawitacji) występują różne pola, odpowiadające wspomnianym wyżej sektorom. W szczególności w teoriach tych występują pola Ramonda-Ramonda, które w efektywny sposób opisują zachowanie się stanów z sektora R-R. Stąd też bierze się podwojenie nazwiska Ramonda w nazwie tych pól. O polach Ramonda-Ramonda można myśleć jako o pewnych uogólnieniach fotonów czy też gluonów, znanych z elektrodynamiki oraz chromodynamiki.