Просмотр кода страницы Теория струн

{{Другие значения|Теория струн (значения)}}
{{Теория струн|cTopic=Теория}}
'''Тео́рия струн''' — [[Теория|теоретический]] формализм, изучающий динамику взаимодействия объектов не в виде точечных [[элементарная частица|частиц]]<ref>{{статья
 |автор         = А. А. Комар.
 |заглавие      = «Размер» элементарной частицы
 |ссылка        = 
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = [[Советская энциклопедия]]
 |год           = 1988
 |том           = 3
 |archive-date   = 2012-03-05
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20120305085525/http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3278.html
}}</ref>, как в общепринятой [[Стандартная модель|Стандартной модели]], а в виде одномерных протяжённых объектов — так называемых '''[[Квантовая струна|квантовых струн]]'''<ref name="Gross" />.

[[Файл:Point&string.svg|thumb|300px|Взаимодействие в микромире: [[диаграммы Фейнмана|диаграмма Фейнмана]] в Стандартной модели и её аналог в теории струн]]
Теория струн основана на гипотезе<ref name="Scherk&Schwarz">{{статья
| автор = {{Не переведено|Scherk J.||en|Joël Scherk}}, [[Шварц, Джон Хенри|Schwarz J.H.]]
| заглавие = Dual models for non-hadrons
| оригинал =
| ссылка = http://www.sciencedirect.com/science/article/B6TVC-47187BR-5C/2/2996a4b90f0bc2de9dbb0b136dcadb34
| язык = en
| ответственный =
| автор издания =
| издание = Nucl.Phys
| тип =
| место =
| издательство =
| год = 1974
| выпуск = 1
| том = 81
| номер =
|страницы= 118−144
| isbn =
| issn = 0550-3213
|url-status=dead}}</ref> о том, что все элементарные частицы и их [[фундаментальные взаимодействия]] возникают в результате колебаний<ref>{{статья
 |автор         = French, A.P.
 |заглавие      = Vibrations and waves
 |ссылка        = https://archive.org/details/vibrationswaves0000fren_x0i0/
 |язык          = en
 |место         = Massachusetts
 |издательство  = M.I.T. Press
 |год           = 1971
 |archive-url    = https://archive.org/details/vibrationswaves0000fren_x0i0/
}}</ref> и взаимодействий ультрамикроскопических [[Квантовая струна|квантовых струн]] на масштабах порядка [[планковская длина|планковской длины]] 10<sup>−35</sup> м<ref name="Gross">''Гросс, Дэвид''. [http://elementy.ru/lib/430177 Грядущие революции в фундаментальной физике] {{Wayback|url=http://elementy.ru/lib/430177 |date=20140625064021 }}. Проект «Элементы», вторые публичные лекции по физике (25.04.2006).</ref>. Квантовая теория струн возникла в начале [[1970-е|1970-х]] годов в результате осмысления формул [[Габриэле Венециано]]<ref name="Veneciano">''Veneziano G.'', Nuovo Cim., 1968, 57A, 190 (также неопубликованная работа Suzuki M., 1968){{ref|en}}.</ref>, связанных со струнными моделями строения [[адрон]]ов. Середина [[1980-е годы|1980-х]] и середина [[1990-е|1990-х]] ознаменовались бурным развитием теории струн, ожидалось, что в ближайшее время на основе теории струн будет сформулирована так называемая «[[единая теория]]», или «[[теория всего]]», поискам которой [[Эйнштейн]] безуспешно посвятил десятилетия<ref name="Parker">{{книга
 |автор        = Б. Паркер.
 |заглавие     = Мечта Эйнштейна. В поисках единой теории строения Вселенной
 |ссылка       = http://www.infanata.org/science/1146115961-mechta-yejnshtejna-v-poiskax-edinoj-teorii.html
 |место        = М.
 |издательство = Амфора
 |год          = 2000
 |страниц      = 333
 |isbn         = 5-8301-0198-X
 |archive-date = 2009-08-27
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20090827213905/http://www.infanata.org/science/1146115961-mechta-yejnshtejna-v-poiskax-edinoj-teorii.html
}}</ref>.
Но до сих пор не были найдены варианты экспериментального подтверждения теории струн<ref name="Gross" />, а поиск на [[Большой адронный коллайдер|Большом адронном коллайдере]] её необходимой составляющей как [[суперсимметрия]] не увенчался успехом<ref>[https://www.science.org/content/article/ten-years-after-higgs-physicists-face-nightmare-finding-nothing-else Ten years after the Higgs, physicists face the nightmare of finding nothing else | Science]</ref>.

Одна из основных проблем при попытке описать процедуру редукции струнных теорий из [[размерность пространства|размерности]] 26 или 10<ref name="polch">''Polchinski, Joseph'' (1998). String Theory, Cambridge University Press{{ref|en}}.</ref> в низкоэнергетическую физику размерности 4 заключается в большом количестве вариантов [[компактификация|компактификаций]] дополнительных измерений на [[Пространство Калаби — Яу|многообразия Калаби — Яу]] и на [[орбифолд]]ы, которые, вероятно, являются частными предельными случаями пространств Калаби — Яу<ref name="Kaku">{{книга
|автор          = Каку, Мичио.
|заглавие       = Введение в теорию суперструн
|ответственный  = пер. с англ. Г.Э. Арутюнова, А.Д. Попова, С.В. Чудова; под ред. И. Я. Арефьевой
|место          = {{М.}}
|издательство = [[Мир (издательство)|Мир]]
|год = 1999
|страниц = 624
|isbn = 5-03-002518-9
}}.</ref>. Большое число возможных решений с конца 1970-х и начала 1980-х годов создало проблему, известную под названием «[[проблема ландшафта]]»<ref name="Компактификации">''Yau S., Witten E.'' Simposium on Anomalies, Geometry and Topology, 1985, WS, Singhapur, ''Witten E.and others'' Nukl.Phys., 1985, B261, 678; 1986, B274, 286{{ref|en}}.</ref>. В связи с огромным количеством проблем некоторые учёные сомневаются, заслуживает ли теория струн вообще статуса [[научная теория|научной]]<ref name="woit">{{cite web|author=Peter Woit|date=2001-02-16|url=http://th1.ihep.su/soloviev/perevod/woit_ru.html|title=Теория струн: оценка|access-date=2009-10-31|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20041114100215/http://th1.ihep.su/soloviev/perevod/woit_ru.html|archive-date=2004-11-14}} [[arXiv:physics/0102051]]{{ref|en}}.</ref><ref>{{книга |автор=Peter Woit |заглавие=Not Even Wrong |nodot= |язык=en |ответственный= |ссылка= |место= |издательство= |год=2007 |том= |страниц=304 |страницы= |isbn= |ref= }} </ref><ref>{{книга |автор=Ли Смолин |заглавие=Неприятности с физикой: Взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует |nodot= |язык=ru |ответственный= |ссылка= |место= |издательство= |год=2006 |том= |страниц= |страницы= |isbn= |ref= }} </ref>.

Несмотря на эти трудности, разработка теории струн стимулировала развитие математических формализмов, в основном — [[алгебраическая геометрия|алгебраической]] и [[дифференциальная геометрия|дифференциальной геометрии]], [[топология|топологии]]<ref name="Gross" />.

== Основные положения ==
[[Файл:String theory.svg|right|thumb|250px|Уровни строения мира:<br>1. Макроскопический уровень — вещество<br>2. Молекулярный уровень<br>3. Атомный уровень — [[протон]]ы, [[нейтрон]]ы и [[электрон]]ы<br>4. Субатомный уровень — электрон<br>5. Субатомный уровень — [[кварк]]и<br>6. Струнный уровень]]

Если бы существовал явный механизм [[экстраполяция|экстраполяции]] струн в низкоэнергетическую физику, то теория струн представила бы нам все фундаментальные частицы и их взаимодействия в виде ограничений на спектры возбуждений нелокальных [[квантовая струна|одномерных объектов]]. Таким образом возможно было охарактеризовать материю и свойство материи, которая поддаётся аппроксимации. Характерные размеры компактифицированных струн чрезвычайно малы, порядка 10<sup>−33</sup> см (порядка [[Планковская длина|планковской длины]]){{efn|name="Ref4"|Для сравнения: струн по диаметру [[атом]]а нужно примерно столько же, сколько атомов выстроить от [[Земля|Земли]] до [[Проксима Центавра|Проксимы Центавра]] (ближайшая к Земле звезда, после [[Солнце|Солнца]]. Альтернативный пример: клеточная [[ДНК]] находится в пространстве порядка 1 [[мкм]]³. Она недоступна наблюдению, но если ДНК из хромосом одного ядра клетки человека вытянуть, то её длина составит около 20 м.}}, поэтому они недоступны наблюдению в эксперименте<ref name=Gross/>. Аналогично колебаниям струн музыкальных инструментов спектральные составляющие струн возможны только для определённых частот (квантовых амплитуд). Чем больше частота, тем больше энергия, накопленная в таком колебании<ref name="fe2">{{статья
 |автор         = С. В. Егерев
 |заглавие      = Струна
 |ссылка        = http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3930.html
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = "[[Советская энциклопедия]]"
 |год           = 1988
 |том           = 5
 |archive-date   = 2012-02-18
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20120218042438/http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3930.html
}}</ref>, и, в соответствии с формулой [[E=mc²]], тем больше [[масса]] частицы, в роли которой проявляет себя колеблющаяся струна в наблюдаемом мире. Параметром, аналогичным частоте для осциллятора, для струны является квадрат массы<ref name ="buchbind">''Бухбиндер И. Л.'' Теория струн и объединение фундаментальных взаимодействий. // [[Соросовский образовательный журнал]] — 2001, № 7. — С. 99.</ref>.

Непротиворечивые и самосогласованные квантовые теории струн возможны лишь в пространствах высшей размерности (больше четырёх, учитывая размерность, связанную со временем). В связи с этим в струнной физике открыт вопрос о размерности [[пространство-время|пространства-времени]]<ref name="Barbashov">''Барбашов, Б. М., Нестеренко, В. В.'' [https://ufn.ru/ru/articles/1986/12/a/ Суперструны — новый подход к единой теории фундаментальных взаимодействий] {{Wayback|url=https://ufn.ru/ru/articles/1986/12/a/ |date=20200804033142 }} // Успехи физических наук. Том 150, № 4. — М.: 1986, с. 489—524.</ref>. То, что в макроскопическом (непосредственно наблюдаемом) мире дополнительные пространственные измерения не наблюдаются, объясняется в струнных теориях одним из двух возможных механизмов: [[компактификация]] этих измерений — скручивание до размеров порядка [[планковская длина|планковской длины]], или локализация всех частиц многомерной вселенной ([[мультивселенная|мультивселенной]]) на четырёхмерном мировом листе, который и являет собой наблюдаемую часть мультивселенной. Предполагается, что высшие размерности могут проявляться во взаимодействиях элементарных частиц при высоких [[энергия]]х, однако до сих пор [[эксперимент]]альные указания на такие проявления отсутствуют.

При построении теории струн различают подход первичного и [[вторичное квантование|вторичного квантования]]. Последний оперирует понятием струнного поля − [[функционал]]а на [[пространство петель|пространстве петель]], подобно [[квантовая теория поля|квантовой теории поля]]. В формализме первичного квантования математическими методами описывается движение пробной струны во внешних струнных полях, при этом не исключается взаимодействие между струнами, в том числе распад и объединение струн. Подход первичного квантования связывает теорию струн с обычной теорией поля на мировой поверхности.

Наиболее реалистичные теории струн в качестве обязательного элемента включают [[суперсимметрия|суперсимметрию]], поэтому такие теории называются суперструнными<ref name="astro">{{cite web
| url         = http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/basics/basic6.html#1
| title         = Новая картина струнной теории
| publisher         = [[Астронет]]
| access-date         = 2009-10-01
| archive-date         = 2012-01-28
| archive-url         = https://web.archive.org/web/20120128103238/http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/basics/basic6.html#1
| url-status         = live
}}</ref>. Набор частиц и взаимодействий между ними, наблюдающийся при относительно низких энергиях, практически воспроизводит структуру [[стандартная модель|Стандартной модели]] в физике элементарных частиц, причём многие свойства Стандартной модели получают изящное объяснение в рамках суперструнных теорий. Тем не менее до сих пор нет принципов, с помощью которых можно было бы объяснить те или иные ограничения струнных теорий, чтобы получить некое подобие Стандартной модели<ref name="Greene">{{книга
|автор          = [[Грин, Брайан Рэндолф|Грин Б.]]
|заглавие       =[[Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории]]: Пер. с англ
|ответственный  = Под ред. В. О. Малышенко
|издание        = Изд. 3-е
|место          = {{М.}}
|издательство = Едиториал УРСС
|год = 2007
|страниц = 288
|isbn = 5-484-00784-4
}}</ref>.

В середине 1980-х годов Майкл Грин и [[Джон Шварц]] пришли к выводу, что [[суперсимметрия]], являющаяся центральным звеном теории струн, может быть включена в неё не одним, а двумя способами: первый — это суперсимметрия мировой поверхности струны, второй — пространственно-временная суперсимметрия<ref name="letters1">''Green M.& Schwarz J.'' Phys. Lett. 1984, 149B, 117{{ref|en}}.</ref>. В своей основе данные способы введения суперсимметрии связывают методы конформной теории поля со стандартными методами квантовой теории поля<ref name="polyak">''Polyakov A.M.'' Phys. Lett. 1981, 103B, 207, 211{{ref|en}}.</ref><ref name="belav">''Belavin A.A., Polyakov A.M., Zamolodchikov A.B.'' Nucl. Phys. 1984, B241, 333{{ref|en}}.</ref>. Технические особенности реализации данных способов введения суперсимметрии обусловили возникновение пяти различных теорий суперструн — типа I, типов IIA и IIB, и двух гетеротических струнных теорий<ref name="jam">''S. James Gates'', Jr., Ph.D., [http://www.teach12.com/ttcx/coursedesclong2.aspx?cid=1284 Superstring Theory: The DNA of Reality] {{Wayback|url=http://www.teach12.com/ttcx/coursedesclong2.aspx?cid=1284 |date=20070926231740 }} «Lecture 23 — Can I Have that Extra Dimension in the Window?», 0:04:54, 0:21:00{{ref|en}}.</ref>. Возникший в результате этого всплеск интереса к теории струн был назван «первой суперструнной революцией». Все эти модели формулируются в 10-мерном пространстве-времени, однако различаются струнными спектрами и калибровочными группами [[симметрия|симметрии]]. Заложенная в 1970-х и развитая в 1980-х годах конструкция 11-мерной супергравитации<ref name="duff">''M. J. Duff'', ''James T. Liu'' and ''R. Minasian'' [https://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/9506/9506126v2.pdf Eleven Dimensional Origin of String/String Duality: A One Loop Test] {{Wayback|url=https://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/9506/9506126v2.pdf |date=20191217052505 }} Center for Theoretical Physics, Department of Physics, Texas A&M University{{ref|en}}.</ref>, а также необычные топологические двойственности фазовых переменных в теории струн в середине 1990-х привели ко «второй суперструнной революции». Выяснилось, что все эти теории, на самом деле, тесно связаны друг с другом благодаря определённым дуальностям<ref name="astro2">{{cite web
| url         = http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/basics/basic7.html
| title         = Новая картина струнной теории
| publisher         = [[Астронет]]
| access-date         = 2009-10-01
| archive-date         = 2012-01-28
| archive-url         = https://web.archive.org/web/20120128103243/http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/basics/basic7.html
| url-status         = live
}}</ref>. Было высказано предположение, что все пять теорий являются различными предельными случаями единой фундаментальной теории, получившей название [[М-теория|М-теории]]. В настоящее время ведутся поиски соответствующего математического языка для формулировки этой теории<ref name=Greene/>.

== История ==

=== Происхождение названия ===
В 1968 году физики [[Венециано, Габриеле|Габриэль Венециано]] и [[Судзуки, Махико|Махико Судзуки]] обнаружили, что формула, которую [[Эйлер, Леонард|Леонард Эйлер]] вывел в XVIII веке, описывала рассеяние двух элементарных частиц. Позже физики [[Намбу, Йоитиро|Йоитиро Намбу]], {{Не переведено|Нильсен, Хольгер Бек|Хольгер Бек Нильсен|4=Holger Bech Nielsen}} и [[Сасскинд, Леонард|Леонард Сасскинд]], поняли, что эта формула представляет взаимодействие двух струн. С тех пор этот класс уравнений теоретической физики получил название ''теории струн''{{sfn|Каку |2022|loc=| с= 162| name= }}.

=== Струны в адронной физике ===
[[Файл:Leonard Susskind at Stanford.jpg|[[Леонард Сасскинд]]|thumb|right]]
[[квантовая струна|Струны]] как фундаментальные объекты были первоначально введены в [[физика элементарных частиц|физику элементарных частиц]] для объяснения особенностей строения [[адрон]]ов, в частности [[Пион (частица)|пионов]].

В [[1960-е|1960-х]] годах была обнаружена зависимость между [[спин]]ом адрона и его массой ([[график Чу — Фраучи]])<ref name="Ref10">''[[Участник:Igorivanov|Иванов, Игорь]]''. [http://elementy.ru/blogs/users/spark/7240/ Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый] {{Wayback|url=http://elementy.ru/blogs/users/spark/7240/ |date=20120830173911 }} . Дневник в рамках проекта «Элементы», 15.09.2006.</ref><ref name="lett2">''G. F. Chew'' and ''S. C. Frautschi'', ''Phys. Rev. Letters'', 8, 41 (1962); ''S. C. Frautschi'', «Regge Poles and S-Matrix Theory», (''W. A. Benjamin'', New York, 1968){{ref|en}}.</ref>. Это наблюдение привело к созданию [[теория Редже|теории Редже]], в которой разные адроны рассматривались не как элементарные частицы, а как различные проявления единого протяжённого объекта — [[реджеон]]а. В последующие годы усилиями [[Венециано, Габриэле|Габриэле Венециано]], [[Намбу, Йоитиро|Йоитиро Намбу]] и [[Леонард Сасскинд|Леонарда Сасскинда]] была выведена формула для рассеяния реджеонов и была дана струнная интерпретация протекающих при этом явлений.

В [[1968 год]]у Габриэле Венециано и [[Махико Судзуки]] при попытке анализа процесса столкновений [[пи-мезон]]ов ([[Пион (частица)|пионов]]) обнаружили, что [[амплитуда]] парного рассеивания высокоэнергетических пионов весьма точно описывается одной из [[бета-функция|бета-функций]], введённых [[Эйлер, Леонард|Леонардом Эйлером]] в [[1730 год]]у. Позже было установлено, что амплитуда парного пионного рассеивания может быть разложена в бесконечный [[сумма ряда|ряд]], начало которого совпадает с формулой Венециано — Судзуки<ref name="Levin">''Левин, А.'' [http://www.popmech.ru/part/?articleid=113&rubricid=3 Струнный концерт для Вселенной] {{Wayback|url=http://www.popmech.ru/part/?articleid=113&rubricid=3 |date=20070810120100 }} // Популярная механика, март 2006.</ref>.

В [[1970 год]]у [[Намбу, Йоитиро|Йоитиро Намбу]], [[Тэцуо Гото]], Холгер Бех Нильсен и Леонард Сасскинд выдвинули идею, что взаимодействие между сталкивающимися пионами возникает вследствие того, что эти пионы соединяет «бесконечно тонкая колеблющаяся нить». Полагая, что эта «нить» подчиняется законам [[квантовая механика|квантовой механики]], они вывели формулу, совпадающую с формулой Венециано — Судзуки. Таким образом, появились модели, в которых элементарные частицы представляются в виде одномерных [[квантовая струна (физика)|струн]], которые вибрируют на определённых [[нота (музыка)|нотах]] ([[частота]]х)<ref name=Levin/>.

С наступлением эры [[квантовая хромодинамика|квантовой хромодинамики]] научное сообщество утратило интерес к теории струн в адронной физике вплоть до 1980-х годов<ref name="Gross"/>.

=== Бозонная теория струн ===
К [[1974 год]]у стало ясно, что струнные теории, основанные на формулах Венециано, реализуются в размерности пространства большей, чем 4: модель Венециано и модель Шапиро — Вирасоро (S-V) в размерности 26, а модель Рамо́на — Невьё — Шварца (R-N-S) в 10, и все они предсказывают [[тахион]]ы<ref name="Shapiro, Virasoro, Ramond, Neveu, Schwarz, Lovelace">''Shapiro J.'' Phys. Rev., 1971, 33В, 361. ''[[Вирасоро, Мигель Анхель (физик)|Virasoro M.]]'' Phys. Rev., 1969, 177, 2309. ''Ramond P.'' Phys. Rev., 1971, D3, 2415. ''Neveu A.& Schwarz J.'' Nucl. Phys., 1971, B31, 86.''Lovelace C. '' Phys. Rev., 1974, 34B, 500{{ref|en}}.</ref>. Скорость тахионов превышает [[скорость света в вакууме]], а потому их существование противоречит [[принцип причинности|принципу причинности]], который, в свою очередь нарушается в микромире. Таким образом, не имеется никаких убедительных (в первую очередь, экспериментальных) доказательств существования тахиона, равно как и логически неуязвимых опровержений<ref name="rybakov">{{статья
 |автор         = Ю. П. Рыбаков
 |заглавие      = Тахион
 |ссылка        = http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3982.html
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = "[[Советская энциклопедия]]"
 |год           = 1988
 |том           = 5
 |archive-date   = 2012-03-05
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20120305091645/http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3982.html
}}</ref>. На данный момент считается более предпочтительным не использовать идею тахионов при построении физических теорий. Решение проблемы тахионов основано на работах по пространственно-временной глобальной (не зависящей от координат) суперсимметрии Весса и Зумино (1974 год)<ref name="Wess&Zumino">''Wess J., Zumino B.'' Nucl.Phys. 1974, B70, 39{{ref|en}}.</ref>. В 1977 году Глиоцци, {{нп3|Шерк, Джоэл|Шерк|de|Joël Scherk}} и [[Олив, Дэвид|Олив]] (GSO проекция) ввели в модель R-N-S специальную проекцию для струнных переменных, которая позволила устранить тахион и по существу давала суперсимметричную струну<ref name="GSO проекция">''Gliozzi F., Sherk J., Ollive D.'' Nucl.Phys. 1977, B122, 253{{ref|en}}.</ref>. В 1981 году Грину и Шварцу удалось описать GSO проекцию в терминах D-мерной суперсимметрии и чуть позже ввести [[квантовые аномалии|принцип устранения аномалий]] в теориях струн<ref name="Принцип устранения аномалий">''Green M.& Schwarz J.'' Nucl.Phys. 1981, B81, 253, ''Green M.& Schwarz J.'' Phys. Lett. 1984, 149B, 117{{ref|en}}.</ref>.

В 1974 году [[Джон Шварц]] и [[Жоэль Шерк]], а также независимо от них [[Тамиаки Ёнэя]], изучая свойства некоторых [[квантовая струна|струнных]] вибраций, обнаружили, что они в точности соответствуют свойствам гипотетической частицы − [[квант]]а [[гравитация|гравитационного поля]], которая называется [[гравитон]]<ref name="grav1">{{статья
 |автор         = В. И. Огиевецкий
 |заглавие      = Гравитон
 |ссылка        = http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0862.html
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = "[[Советская энциклопедия]]"
 |год           = 1988
 |том           = 1
 |archive-date   = 2009-07-20
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20090720182248/http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0862.html
}}</ref>. Шварц и Шерк утверждали, что теория струн первоначально потерпела неудачу потому, что физики недооценили её масштаб<ref name=Greene/>. На основе данной модели была создана [[теория бозонных струн]], которая по-прежнему остаётся первым вариантом теории струн, который преподают студентам<ref name="Ref15">{{cite web|url=http://www.phys.spbu.ru/studying/studyplan/studyplan_programm/hienergy/kv_grav/|title=Учебный план физического факультета СПбГУ|publisher=Санкт-Петербургский государственный университет|author=Франке В.А.|access-date=2010-01-06|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20111006005045/http://www.phys.spbu.ru/studying/studyplan/studyplan_programm/hienergy/kv_grav/|archive-date=2011-10-06}}</ref>. Эта теория формулируется в терминах [[действие (механика)|действия]] [[Поляков, Александр Маркович|Полякова]], с помощью которого можно предсказывать движение струны в пространстве и времени. Процедура квантования действия Полякова приводит к тому, что струна может вибрировать различными способами и каждый способ её вибрации генерирует отдельную элементарную частицу. [[Масса]] частицы и характеристики её взаимодействия определяются способом вибрации струны, или своеобразной «нотой», которая извлекается из струны. Получающаяся таким образом гамма называется [[спектр масс|спектром масс]] теории струн.

Первоначальные модели включали как открытые струны, то есть нити, имеющие два свободных конца, так и замкнутые, то есть петли. Эти два типа струн ведут себя по-разному и генерируют два различных спектра. Не все современные теории струн используют оба типа, некоторые обходятся только замкнутыми струнами.

Теория бозонных струн не лишена проблем. Прежде всего, теория обладает фундаментальной нестабильностью, которая предполагает распад самого пространства-времени. Кроме того, как следует из её названия, спектр частиц ограничивается только [[Бозон (элементарная частица)|бозонами]]. Несмотря на то, что бозоны представляют собой важный ингредиент мироздания, [[Вселенная]] состоит не только из них. Также она предсказывает несуществующую частицу с отрицательным квадратом массы — [[тахион]]<ref name="buchbind" />. Исследования того, каким образом можно включить в спектр теории струн [[фермион]]ы, привело к понятию [[суперсимметрия|суперсимметрии]] — теории взаимосвязи бозонов и фермионов, которая теперь имеет самостоятельное значение. Теории, включающие в себя фермионные вибрации струн, называются [[теория суперструн|суперструнными теориями]]<ref name="geom">{{книга|автор = Vladimir G. Ivancevic, Tijana T. Ivancevic.|заглавие = Applied Differential Geometry: A Modern Introduction|ссылка = http://www.worldscibooks.com/mathematics/6420.html|место = Sydney|издательство = World Scientific Publishing Company|год = 2007|страницы = 41|страниц = 1348|isbn = 978-981-270-614-0|archive-date = 2008-06-08|archive-url = https://web.archive.org/web/20080608232238/http://www.worldscibooks.com/mathematics/6420.html}} {{Cite web |url=http://www.worldscibooks.com/mathematics/6420.html |title=Архивированная копия |access-date=2008-09-26 |archive-date=2008-06-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080608232238/http://www.worldscibooks.com/mathematics/6420.html |url-status=unfit |lang=en}}</ref>.

=== Суперструнные революции ===
[[Файл:Edward Witten.jpg|right|thumb|[[Эдвард Виттен]], один из лидеров исследований [[М-теория|М-теории]]]]
В 1984—1986 годах физики поняли, что теория струн могла бы описать все элементарные частицы и взаимодействия между ними, и сотни учёных начали работу над теорией струн как наиболее перспективной идеей объединения физических теорий.

''Первой суперструнной революцией'' стало открытие в 1984 году Майклом Грином и [[Джон Шварц|Джоном Шварцем]] явления сокращения аномалий в теории струн типа I. Механизм этого сокращения носит название ''механизма Грина — Шварца''. Другие значительные открытия, например, открытие ''гетеротической струны'', были сделаны в 1985 году<ref name=Greene/>.

[[Файл:JuanMaldacena.jpg|left|thumb|[[Малдасена, Хуан|Хуан Малдасена]] в [[Гарвард]]е]]
В середине 1990-х [[Эдвард Виттен]], [[Полчински, Джозеф|Джозеф Полчински]] и другие физики обнаружили веские доказательства того, что различные суперструнные теории представляют собой различные предельные случаи не разработанной пока 11-мерной [[М-теория|М-теории]]. Это открытие ознаменовало собой ''вторую суперструнную революцию''.

Последние исследования теории струн (точнее, М-теории) затрагивают D-[[брана|браны]], многомерные объекты, существование которых вытекает из включения в теорию открытых струн<ref name=Greene/>.
В 1997 году [[Малдасена, Хуан|Хуан Малдасена]] обнаружил взаимосвязь между теорией струн и калибровочной теорией, которая называется N=4 [[суперсимметрия|суперсимметричная]] [[теория Янга — Миллса]]. Эта взаимосвязь, которая называется ''AdS/CFT-соответствием'' (сокращение терминов ''[[Антидеситтеровское пространство|anti de Sitter space]]'' — «пространство анти-де-Ситтера», и ''[[Конформная теория поля|conformal field theory]]'' — «конформная теория поля»), привлекла большой интерес струнного сообщества и сейчас активно изучается<ref name="rem1">Статистика опубликованных по тематике статей по годам: [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=-146572 AdS/CFT correspondence on arxiv.org] {{Wayback|url=http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=-146572 |date=20220408090021 }}{{ref|en}}</ref>. Данное «AdS/CFT-соответствие» является конкретной реализацией [[голографический принцип|голографического принципа]], который имеет далеко идущие следствия в отношении [[чёрная дыра|чёрных дыр]], локальности и [[информация|информации]] в физике, а также природы [[гравитация|гравитационного взаимодействия]].

В 2003 году разработка [[ландшафт теории струн|ландшафта теории струн]], означающего существование в теории струн экспоненциально большого числа неэквивалентных [[ложный вакуум|ложных вакуумов]]<ref name="fr">''S. Kachru'', ''R. Kallosh'', ''A. Linde'' and ''S. P. Trivedi'', «de Sitter Vacua in String Theory», ''[[Physical Review|Phys.Rev.]]'' D68:046005, 2003, [[arXiv:hep-th/0301240]]{{ref|en}}.</ref><ref name="douglas">''M''. ''Douglas'', «The statistics of string / M theory vacua», ''JHEP'' '''0305''', 46 (2003). {{arxiv|archive=hep-th|id=0303194}}{{ref|en}}.</ref><ref name="ashok">''S''. ''Ashok'' and ''M''. ''Douglas'', «Counting flux vacua», ''JHEP'' '''0401''', 060 (2004){{ref|en}}.</ref>, дала начало дискуссии о том, что в итоге может предсказать теория струн и каким образом может измениться струнная [[космология]] (подробнее см. [[#Фальсифицируемость и проблема ландшафта|ниже]]).

В 2020 году учёные [[Кембриджский университет|Университета Кембриджа]] (Великобритания) смогли подтвердить ошибочность некоторых разновидностей теории струн, которые предсказывали существование гипотетических частиц [[аксион]]ов с определёнными характеристиками (при этом, учёные не исключают вероятности, что могут существовать аксионоподобные частицы с более низкими значениями конвертируемости, остающиеся недоступными для современных методов наблюдения)<ref>[https://lenta.ru/news/2020/03/20/string/ Подтверждена ошибочность теории струн] {{Wayback|url=https://lenta.ru/news/2020/03/20/string/ |date=20201130065716 }} // [[Лента. Ру]], 20 марта 2020</ref>.
{{обновить|дата=2014-05-30}}

== Основные свойства ==
Среди многих свойств теории струн особенно важны три нижеследующие:
# [[Гравитация]] и [[квантовая механика]] являются неотъемлемыми принципами устройства [[Вселенная|Вселенной]], и поэтому любой проект единой теории обязан включать и то, и другое. В теории струн это реализуется.
# Исследования на протяжении XX века показали, что существуют и другие ключевые концепции, — многие из которых были проверены экспериментально, — являющиеся центральными для нашего понимания Вселенной. В их числе — [[спин]], существование поколений частиц материи и частиц-переносчиков взаимодействия, [[калибровочная симметрия]], [[принцип эквивалентности]], нарушение симметрии{{efn|name="rem2"|Понижение симметрии, присущей системе, обычно связываемое с [[фазовый переход|фазовым переходом]]}} и [[суперсимметрия]]. Всё это естественным образом вытекает из теории струн.
# В отличие от более общепринятых теорий, таких, как [[Стандартная модель]] с её 19 свободными параметрами, которые могут подгоняться для обеспечения согласия с экспериментом, в теории струн свободных параметров нет<ref name="Gross"/><ref name=Greene/>.

=== {{видимый якорь|Классификация струнных теорий}} ===
{| class="wide"
 |+ '''Теории струн'''
 ! Тип
 ! Число измерений пространства-времени<br>
 ! Характеристика
 |-
 | align="center" | Бозонная
 | align="center" | 26
 | Описывает только [[Бозон (элементарная частица)|бозон]]ы, нет [[фермион]]ов; струны как открытые, так и замкнутые; основной недостаток: [[Элементарная частица|частица]] с мнимой массой, движущаяся со скоростью, большей [[скорость света|скорости света]], — [[тахион]]
 |-
 | align="center" | I
 | align="center" | 10
 | Включает [[суперсимметрия|суперсимметрию]]; струны как открытые, так и замкнутые; отсутствует [[тахион]]; групповая симметрия — SO(32)
 |-
 | align="center" | IIA
 | align="center" | 10
 | Включает [[суперсимметрия|суперсимметрию]]; струны только замкнутые; отсутствует [[тахион]]; безмассовые [[фермион]]ы [[хиральность|нехиральны]]
 |-
 | align="center" | IIB
 | align="center" | 10
 | Включает [[суперсимметрия|суперсимметрию]]; струны только замкнутые; отсутствует [[тахион]]; безмассовые [[фермион]]ы [[хиральность|хиральны]]
 |-
 | align="center" | HO
 | align="center" | 10
 | Включает [[суперсимметрия|суперсимметрию]]; струны только замкнутые; отсутствует [[тахион]]; теория гетеротическая: струны, колеблющиеся по часовой стрелке, отличаются от струн, колеблющихся против; групповая симметрия — SO(32)
 |-
 | align="center" | HE
 | align="center" | 10
 | Включает [[суперсимметрия|суперсимметрию]]; струны только замкнутые; отсутствует [[тахион]]; теория гетеротическая: струны, колеблющиеся по часовой стрелке, отличаются от струн, колеблющихся против; групповая симметрия — ''E''<sub>8</sub>×''E''<sub>8</sub>
 |}

Несмотря на то, что понимание деталей суперструнных теорий требует серьёзной математической подготовки, некоторые качественные свойства [[квантовая струна|квантовых струн]] можно понять на интуитивном уровне. Так, квантовые струны, как и обычные струны, обладают [[упругость]]ю, которая считается фундаментальным параметром теории. Упругость квантовой струны тесно связана с её размером. Рассмотрим замкнутую струну, к которой не приложены никакие силы. Упругость струны будет стремиться стянуть её в более мелкую петлю вплоть до размера точки. Однако это нарушило бы один из фундаментальных принципов [[квантовая механика|квантовой механики]] — [[принцип неопределённости Гейзенберга]]. Характерный размер струнной петли получится в результате балансирования между силой упругости, сокращающей струну, и эффектом неопределённости, растягивающим струну.

Благодаря протяжённости струны решается проблема [[ультрафиолетовая расходимость|ультрафиолетовых расходимостей]] в [[квантовая теория поля|квантовой теории поля]], и, следовательно, вся процедура [[регуляризация (физика)|регуляризации]] и перенормировки перестаёт быть математическим трюком и обретает физический смысл. Действительно, в квантовой теории поля бесконечные значения амплитуд взаимодействия возникают в результате того, что две частицы могут сколь угодно близко подойти друг к другу. В теории струн это уже невозможно: слишком близко расположенные струны сливаются в струну<ref name=Morozov/>.

[[Файл:T-duality.png|мини|справа|Упрощенная визуализация математики струн Т-дуальности.]]

=== Дуальности ===
В середине 1980-х было установлено, что [[суперсимметрия]], являющаяся центральным звеном теории струн<ref name="fe3">{{статья
 |автор         = Ю. А. Гольфанд
 |заглавие      = Суперсимметрия
 |ссылка        = http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3962.html
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = "[[Советская энциклопедия]]"
 |год           = 1988
 |том           = 5
 |archive-date   = 2010-07-17
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20100717141109/http://www.femto.com.ua/articles/part_2/3962.html
}}</ref>, может быть включена в неё не одним, а пятью различными способами, что приводит к пяти различным теориям: типа I, типов IIA и IIB, и две гетеротические струнные теории. Можно предположить, что только одна из них могла претендовать на роль «теории всего», причём та, которая при низких энергиях и компактифицированных шести дополнительных измерениях согласовывалась бы с реальными наблюдениями. Оставались открытыми вопросы о том, какая именно теория более адекватна и что делать с остальными четырьмя теориями<ref name=Greene/><sup>С. 126</sup>.

В ходе ''второй суперструнной революции'' было показано, что такое представление неверно: все пять суперструнных теорий тесно связаны друг с другом, являясь различными предельными случаями единой 11-мерной фундаментальной теории ([[М-теория]])<ref name=Greene/>{{efn|name="eleph"|Эту ситуацию хорошо иллюстрирует [https://pritchi.ru/id_376 притча о слоне]}}.

Все пять суперструнных теорий связаны друг с другом преобразованиями, называемыми [[дуальность|дуальностями]]<ref name="grav2">{{статья |заглавие=Large N Field Theories, String Theory and Gravity |издание=Phys. Rept. |том=323 |страницы=183—386 |ссылка=https://arxiv.org/abs/hep-th/9905111 |doi=10.1016/S0370-1573(99)00083-6 |автор=''Aharony'', ''O.''; ''S.S. Gubser'', ''J. Maldacena'', ''H. Ooguri'', ''Y. Oz'' |год=2000 |archive-date=2020-05-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200501052240/https://arxiv.org/abs/hep-th/9905111 }} For other examples see: [[arXiv:hep-th/9802042]]{{ref|en}}.</ref>. Если две теории связаны между собой преобразованием дуальности (дуальным преобразованием), это означает, что каждое явление и качество из одной теории в каком-нибудь предельном случае имеет свой аналог в другой теории, а также имеется некий своеобразный «словарь» перевода из одной теории в другую<ref name="duo">{{статья
 |автор         = В. А. Кудрявцев
 |заглавие      = Дуальность
 |ссылка        = http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1141.html
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = "[[Советская энциклопедия]]"
 |год           = 1988
 |том           = 2
 |archive-date   = 2012-03-05
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20120305100652/http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1141.html
}}</ref>.

То есть дуальности связывают и величины, которые считались различными или даже взаимоисключающими. Большие и малые масштабы, сильные и слабые константы связи — эти величины всегда считались совершенно чёткими пределами поведения физических систем как в [[классическая теория поля|классической теории поля]], так и в [[квантовая теория поля|квантовой]]. Струны, тем не менее, могут устранять различия между большим и малым, сильным и слабым.

==== Т-дуальность ====
[[Т-дуальность]] связана с симметрией в теории струн, применимой к струнным теориям типа IIA и IIB и двум гетеротическим струнным теориям. Преобразования Т-дуальности действуют в пространствах, в которых по крайней мере одна область имеет топологию окружности. При таком преобразовании радиус ''R'' этой области меняется на 1/''R'', и «намотанные»{{efn|''Winding number'' может также переводиться как «число кручения», «число намоток», «винтовое число».}} состояния струн меняются на высокоимпульсные струнные состояния в дуальной теории. Таким образом, меняя импульсные моды и винтовые моды струны, можно переключаться между крупным и мелким масштабом<ref name="becker">''Becker'', ''K''., ''Becker'', ''M''., and ''Schwarz'', ''J''. ''H''. (2007). «String Theory and M-Theory: A Modern Introduction». Cambridge, UK: Cambridge University Press.{{ref|en}}.</ref>.

Другими словами связь теории типа IIA с теорией типа IIB означает, что их можно компактифицировать на окружность, а затем, поменяв винтовые и импульсные моды, а значит, и масштабы, можно увидеть, что теории поменялись местами. То же самое верно и для двух гетеротических теорий<ref name="dualities">{{cite web
| url         = http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/basics/basic6.html
| title         = Как между собой соотносятся различные теории струн?
| publisher         = [[Астронет]]
| access-date         = 2009-10-01
| archive-date         = 2012-01-28
| archive-url         = https://web.archive.org/web/20120128103238/http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/basics/basic6.html
| url-status         = live
}}</ref>.

==== S-дуальность ====
[[S-дуальность]] (сильно-слабая дуальность) — эквивалентность двух [[квантовая теория поля|квантовых теорий поля]], теории струн и [[М-теория|M-теории]]. Преобразование S-дуальности заменяет физические состояния и [[вакуум]] с [[константа связи|константой связи]]<ref name="const">{{cite web
 |date       = 2009-05-15
 |url        = http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e039p02.htm
 |title      = Константы связи
 |publisher  = Ядерная физика в Интернете
 |access-date = 2009-10-01
 |url-status = dead
}}</ref> ''g'' одной теории на физические состояния и вакуум с константой связи ''1'' / ''g'' другой, дуальной первой теории. Благодаря этому оказывается возможным использовать [[теория возмущений|теорию возмущений]], которая справедлива для теорий с константой связи ''g'' много меньшей 1, по отношению к дуальным теориям с константой связи ''g'' много большей 1<ref name="dualities" />. Суперструнные теории связаны S-дуальностью следующим образом: суперструнная теория типа I S-дуальна гетеротической SO(32) теории, а теория типа IIB S-дуальна самой себе.

==== U-дуальность ====
{{iw|U-дуальность|||U-duality}} — симметрия, связывающая преобразования S-дуальности и T-дуальности; наиболее часто встречается в контексте так называемых U-дуальных групп симметрии в [[М-теория|М-теории]], определённых на конкретных [[топологическое пространство|топологических пространствах]]. U-дуальность представляет собой объединение в этих пространствах S-дуальности и T-дуальности, которые, как можно показать на [[D-брана|D-бране]], [[коммутатор операторов|не коммутируют]] друг с другом<ref name="duo2">{{статья | автор = Гуков, С. Г. | заглавие = Введение в струнные дуальности | ссылка = http://www.ufn.ru/ru/articles/1998/7/a/ | издание = [[Успехи физических наук]] | тип =  | место = {{М.}} | год = 1998 | том = 168 | номер = 7 | страницы = 705—717 | язык = ru | издательство = [[Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН|Российская академия наук]] | archive-date = 2008-05-01 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080501135224/http://ufn.ru/ru/articles/1998/7/a/ }}</ref>.

=== Дополнительные измерения ===
Интригующим предсказанием теории струн является многомерность [[Вселенная|Вселенной]]. Ни [[Уравнения Максвелла|теория Максвелла]], ни [[Общая теория относительности|теории Эйнштейна]] не дают такого предсказания, поскольку предполагают число измерений заданным (в [[теория относительности|теории относительности]] их четыре). Первым, кто добавил пятое измерение к эйнштейновским четырём, оказался немецкий математик [[Теодор Калуца]] ([[1919 год]])<ref name="cosmo">{{книга |заглавие=«Five-Dimensional Physics: Classical and Quantum Consequences of Kaluza-Klein Cosmology» |ссылка=https://archive.org/details/fivedimensionalp0000wess |год=2006 |издательство=[[World Scientific]] |место=Singapore |isbn=9812566619 |ref=Wesson |язык=en |автор=Wesson, Paul S.}}.</ref>. Обоснование ненаблюдаемости пятого измерения (его компактности) было предложено шведским физиком [[Оскар Клейн|Оскаром Клейном]] в [[1926 год]]у<ref name="space">{{книга |заглавие=«Space-Time-Matter, Modern Kaluza-Klein Theory» |ссылка=https://archive.org/details/spacetimematterm0000wess |год=1999 |издательство=[[World Scientific]] |место=Singapore |isbn=9810235887 |ref=Wesson |автор=Wesson, Paul S. |язык=en}}.</ref>.

Требование согласованности теории струн с релятивистской инвариантностью ([[лоренц-инвариантность]]ю) налагает жёсткие требования на размерность пространства-времени, в котором она формулируется. [[Теория бозонных струн]] может быть построена только в 26-мерном пространстве-времени, а суперструнные теории — в 10-мерном<ref name=Barbashov/>.

Поскольку мы, согласно [[специальная теория относительности|специальной теории относительности]], существуем в четырёхмерном [[пространство-время|пространстве-времени]]<ref name="minkow">{{книга |заглавие=«The Geometry of Minkowski Spacetime» |ссылка=https://archive.org/details/geometryofminkow0000nabe |год=1992 |издательство=[[Springer Science+Business Media|Springer-Verlag]] |место=New York |isbn=0387978488 |ref=Naber |автор=Naber, Gregory L. |язык=en}}.</ref><ref name="schutz">''Schutz'', ''J''., «Independent Axioms for Minkowski Spacetime», 1997.{{ref|en}}.</ref>, необходимо объяснить, почему остальные дополнительные измерения оказываются ненаблюдаемыми. В распоряжении теории струн имеется два таких механизма.

==== Компактификация ====
[[Файл:Calabi-Yau.png|right|thumb|200px|Проекция 6-мерного [[Пространство Калаби — Яу|пространства Калаби — Яу]], полученная с помощью [[Mathematica]]]]
Первый из них заключается в [[компактификация|компактификации]] дополнительных 6 или 7 измерений, то есть замыкание их на себя на таких малых расстояниях, что они не могут быть обнаружены в экспериментах. Шестимерное разложение моделей достигается с помощью [[Пространство Калаби — Яу|пространств Калаби — Яу]].

Классическая аналогия, используемая при рассмотрении многомерного пространства, — садовый шланг<ref name="fiction1">Пол Девис. [www.fictionbook.ru/author/devis_pol/supersila/read_online.html?page=13 Суперсила.] — М.: Мир, 1989, глава 10 («А не живём ли мы в одиннадцатимерном пространстве?»), параграф «Теория Калуцы-Клейна».</ref>. Если наблюдать шланг с достаточно далёкого расстояния, будет казаться, что он имеет только одно измерение — длину. Но если приблизиться к нему, обнаруживается его второе измерение — окружность. Истинное движение муравья, ползающего по поверхности шланга, двумерно, однако издалека оно нам будет казаться одномерным. Дополнительное измерение доступно наблюдению только с относительно близкого расстояния, поэтому и дополнительные измерения пространства Калаби — Яу доступны наблюдению только с чрезвычайно близкого расстояния, то есть практически не обнаруживаемы.

==== Локализация ====
Другой вариант — локализация — состоит в том, что дополнительные измерения не столь малы, однако в силу ряда причин все частицы нашего мира локализованы на четырёхмерном листе в многомерной вселенной ([[Мультивселенная|мультивселенной]]) и не могут его покинуть. Этот четырёхмерный лист ([[брана]]) и есть наблюдаемая часть мультивселенной. Поскольку мы, как и вся наша техника, состоим из обычных частиц, то мы в принципе неспособны взглянуть вовне.

Единственная возможность обнаружить присутствие дополнительных измерений — [[гравитация]]. Гравитация, будучи результатом искривления пространства-времени, не локализована на бране, и потому [[гравитон]]ы и микроскопические [[чёрная дыра|чёрные дыры]] могут выходить вовне. В наблюдаемом мире такой процесс будет выглядеть как внезапное исчезновение энергии и импульса, уносимых этими объектами.

== Проблемы ==

=== Возможность критического эксперимента ===
Теория струн нуждается в экспериментальной проверке, однако ни один из вариантов теории не даёт однозначных предсказаний, которые можно было бы проверить в [[критический эксперимент|критическом эксперименте]]. Таким образом, теория струн находится пока в «зачаточной стадии»: она обладает множеством привлекательных математических особенностей и может стать чрезвычайно важной в понимании устройства Вселенной, но требуется дальнейшая разработка для того, чтобы принять её или отвергнуть. Поскольку теорию струн, скорее всего, нельзя будет проверить в обозримом будущем в силу технологических ограничений, некоторые учёные сомневаются, заслуживает ли данная теория статуса научной, поскольку, по их мнению, она не является [[Критерий Поппера|опровержимой]] в попперовском смысле<ref name="woit" /><ref name="popper">''Popper'', ''Karl'', «[[Логика и рост научного знания|The Logic of Scientific Discovery]]», Basic Books, New York, NY, 1959.{{ref|en}}</ref><ref name = "NG1017">''Вячеслав Недогонов'' [https://www.novayagazeta.ru/articles/2017/10/13/74175-vselennaya-eto-vozdushnyy-sharik-s-ruchkoy Вселенная — это воздушный шарик с ручкой] {{Wayback|url=https://www.novayagazeta.ru/articles/2017/10/13/74175-vselennaya-eto-vozdushnyy-sharik-s-ruchkoy |date=20171013054305 }} // [[Новая газета]]. — 2017. — № 114. — 13.10.2017 — С. 18 — 19</ref>.

Разумеется, это само по себе не является основанием считать теорию струн неверной. Часто новые теоретические конструкции проходят стадию неопределённости, прежде чем, на основании сопоставления с результатами экспериментов, признаются или отвергаются (см., например, [[уравнения Максвелла]]<ref name="krug1">{{cite web
 |url         = http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ELEKTROMAGNITNOE_IZLUCHENIE.html
 |title       = Электромагнитное излучение
 |publisher   = Krugosvet.ru
 |access-date  = 2009-10-02
 |archive-url  = https://www.webcitation.org/6184RRJWb?url=http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ELEKTROMAGNITNOE_IZLUCHENIE.html
 |archive-date = 2011-08-22
 |url-status    = live
}}</ref>). Поэтому и в случае теории струн требуется либо развитие самой теории, то есть методов расчёта и получения выводов, либо развитие экспериментальной науки для исследования ранее недоступных величин.

=== Опровержимость и проблема ландшафта ===
В 2003 году выяснилось<ref name="superstrings">См. в оригинале [http://physicsweb.org/articles/world/16/11/8 статью] {{Wayback|url=http://physicsweb.org/articles/world/16/11/8 |date=20070713134904 }} пионера теории струн [[Сасскинд, Леонард|Леонарда Сасскинда]].</ref>, что существует множество способов свести 10-мерные суперструнные теории к 4-мерной эффективной теории поля. Сама теория струн не давала критерия, с помощью которого можно было бы определить, какой из возможных путей редукции предпочтителен. Каждый из вариантов редукции 10-мерной теории порождает свой 4-мерный мир, который может напоминать, а может и отличаться от наблюдаемого мира. Всю совокупность возможных реализаций низкоэнергетического мира из исходной суперструнной теории называют [[ландшафт теории струн|ландшафтом теории]].

Оказывается, количество таких вариантов поистине огромно. Считается, что их число составляет как минимум [[гугол|10<sup>100</sup>]], вероятнее — около 10<sup>500</sup>; не исключено, что их вообще бесконечное число<ref name=Ashok>M. Douglas, «The statistics of string / M theory vacua», ''JHEP'' '''0305''', 46 (2003). {{arxiv|archive=hep-th|id=0303194}}; S. Ashok and M. Douglas, «Counting flux vacua», ''JHEP'' '''0401''', 060 (2004){{ref|en}}.</ref>.

В течение [[2005 год]]а неоднократно высказывались предположения<ref name="crisis">См. статью [http://elementy.ru/news/164872 «Теория суперструн: в поисках выхода из кризиса»] {{Wayback|url=http://elementy.ru/news/164872 |date=20120203163026 }}.</ref>, что прогресс в этом направлении может быть связан с включением в эту картину [[антропный принцип|антропного принципа]]<ref name="string1">''L''. ''Susskind'', «The anthropic landscape of string theory», {{arxiv|archive=hep-th|id=0302219}}.{{ref|en}}.</ref>: человек существует именно в такой Вселенной, в которой его существование возможно.

=== Вычислительные проблемы ===
С математической точки зрения ещё одна проблема состоит в том, что, как и [[квантовая теория поля]], большая часть теории струн всё ещё формулируется пертурбативно (в терминах [[теория возмущений|теории возмущений]])<ref name="shirkov">{{статья
 |автор         = Д. В. Ширков
 |заглавие      = Квантовая теория поля
 |ссылка        = http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1562.html
 |автор издания = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]
 |издание       = [[Физическая энциклопедия]]
 |место         = М.
 |издательство  = "[[Советская энциклопедия]]"
 |год           = 1988
 |том           = 2
 |archive-date   = 2009-06-25
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20090625155847/http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1562.html
}}</ref>. Несмотря на то, что непертурбативные методы достигли за последнее время значительного прогресса, полной непертурбативной формулировки теории до сих пор нет<ref name="Smilga">''[[Смилга, Андрей Вольдемарович|А. В. Смилга]]'' Квантовая теория поля на обед. — {{М.}}, [[МЦНМО]], 2020. — ISBN 978-5-4439-4124-0. — с. 405</ref>. Неизвестен способ вычисления амплитуд рассеяния струн для трёхпетлевых диаграмм Фейнмана и выше<ref name="Smilga" />. Теория струн не может определить 26 параметров [[Стандартная модель|Стандартной модели]]<ref name="Smilga" />.

=== Проблема масштаба «зернистости» пространства ===
В результате экспериментов по обнаружению «зернистости» (степени [[Квантование (физика)|квантования]]) пространства, которые состояли в измерении степени [[Поляризация электромагнитных волн|поляризации]] [[гамма-излучение|гамма-излучения]], приходящего от далёких мощных источников, выяснилось, что в излучении [[гамма-всплеск]]а GRB041219A, источник которого находится на расстоянии 300 млн [[световой год|световых лет]], зернистость пространства не проявляется вплоть до размеров 10<sup>−48</sup> м, что в 10<sup>14</sup> раз меньше [[Планковская длина|планковской длины]]{{efn|Согласно большинству теорий [[квантовая гравитация|квантовой гравитации]] размер элементарного «зерна» должен соответствовать [[планковская длина|планковской длине]]}}. Данный результат, по всей видимости, заставит пересмотреть внешние параметры струнных теорий<ref>{{cite web|url=http://www.membrana.ru/particle/16368|title=Самое точное измерение не выявило зернистости пространства|author=Попов Леонид.|date=2011-07-04|publisher=Мембрана|access-date=2011-07-05|archive-date=2011-08-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20110823165324/http://www.membrana.ru/particle/16368|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.esa.int/esaCP/SEM5B34TBPG_index_0.html|title=Integral challenges physics beyond Einstein|date=2011-06-30|publisher=[[Европейское космическое агентство|ЕКА]]|access-date=2011-07-07|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/6184U32ji?url=http://www.esa.int/esaCP/SEM5B34TBPG_index_0.html|archive-date=2011-08-22|url-status=live}}</ref><ref>{{cite web|url=https://arxiv.org/abs/1106.1068|title=Constraints on Lorentz Invariance Violation using INTEGRAL/IBIS observations of GRB041219A|author=P. Laurent, D. Gotz, P. Binetruy, S. Covino, A. Fernandez-Soto|date=2011-06-06|publisher=arXiv.org|access-date=2011-07-07|lang=en|archive-date=2015-03-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20150316213441/http://arxiv.org/abs/1106.1068|url-status=live}}</ref>.

== Исследования ==

=== Изучение свойств чёрных дыр ===
В [[1996]] г. струнные теоретики [[Эндрю Строминджер]] и [[Вафа, Камран|Камран Вафа]], опираясь на более ранние результаты [[Леонард Сасскинд|Сасскинда]] и [[Амартья Сен|Сена]], опубликовали работу «Микроскопическая природа [[энтропия|энтропии]] [[Бекенштейн, Яаков|Бекенштейна]] и [[Стивен Хокинг|Хокинга]]». В этой работе Строминджеру и Вафе удалось использовать теорию струн для нахождения микроскопических компонентов определённого класса [[чёрная дыра|чёрных дыр]]<ref name="bh1">''R. Dijkgraaf'', ''[[Верлинде, Эрик|E. Verlinde]]'', ''H. Verlinde'' (1997) «[https://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/9704/9704018v2.pdf 5D Black Holes and Matrix Strings] {{Wayback|url=https://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/9704/9704018v2.pdf |date=20210830222642 }}»{{ref|en}}.</ref>, а также для точного вычисления вкладов этих компонентов в энтропию. Работа была основана на применении нового метода, частично выходящего за рамки [[теория возмущений|теории возмущений]], которую использовали в 1980-х и в начале 1990-х гг. Результат работы в точности совпадал с предсказаниями Бекенштейна и Хокинга, сделанными более чем за двадцать лет до этого.

Реальным процессам образования [[чёрная дыра|чёрных дыр]] Строминджер и Вафа противопоставили конструктивный подход<ref name="Gross"/>. Суть в том, что они изменили точку зрения на образование чёрных дыр, показав, что их можно конструировать путём кропотливой сборки в один механизм точного набора [[брана|бран]], открытых во время ''второй суперструнной революции''.

Строминджер и Вафа смогли вычислить число перестановок микроскопических компонентов чёрной дыры, при которых общие наблюдаемые характеристики, например [[масса]] и [[Электрический заряд|заряд]], остаются неизменными. Тогда энтропия этого состояния по определению равна [[логарифм]]у полученного числа — числа возможных микросостояний [[термодинамическая система|термодинамической системы]]. Затем они сравнили результат с площадью [[горизонт событий|горизонта событий]] чёрной дыры — эта площадь пропорциональна [[энтропия|энтропии]] чёрной дыры, как предсказано Бекенштейном и Хокингом на основе классического понимания<ref name="Gross"/>, — и получили идеальное согласие<ref name="bh2">{{cite web
 |url          = http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh5.html
 |title        = Черные дыры. Ответ из теории струн
 |publisher    = [[Астронет]]
 |access-date   = 2009-10-18
 |url-status     = live
 |archive-date = 2012-01-28
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20120128160902/http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh5.html
}}</ref>. По крайней мере, для класса экстремальных чёрных дыр Строминджеру и Вафе удалось найти приложение теории струн для анализа микроскопических компонентов и точного вычисления соответствующей энтропии.

Это открытие оказалось важным и убедительным аргументом в поддержку теории струн. Разработка теории струн до сих пор остаётся слишком грубой для прямого и точного сравнения с экспериментальными результатами, например, с результатами измерений масс [[кварк]]ов или [[электрон]]а. Теория струн, тем не менее, даёт первое фундаментальное обоснование давно открытого свойства чёрных дыр, невозможность объяснения которого многие годы тормозила исследования физиков, работавших с традиционными теориями. Даже [[Глэшоу, Шелдон Ли|Шелдон Глэшоу]], [[Нобелевская премия|нобелевский лауреат]] по физике и убеждённый противник теории струн в 1980-е годы, признался в интервью в 1997 году, что «когда струнные теоретики говорят о чёрных дырах, речь идёт едва ли не о наблюдаемых явлениях, и это впечатляет»<ref name=Greene/>.

=== Струнная космология ===
[[Струнная космология]] — относительно новая и интенсивно развивающаяся область [[теоретическая физика|теоретической физики]], в рамках которой осуществляются попытки использования уравнений теории струн для решения некоторых проблем, возникших в ранней [[космология|космологической теории]]. Данный подход впервые использован в работах [[Венециано, Габриэле|Габриэле Венециано]]<ref name="ven">{{cite web
 |last        = Veneziano
 |first       = Gabriele
 |author-link = Gabriele Veneziano
 |title       = The Myth of the Beginning of Time
 |publisher   = [[Scientific American]]
 |date        = 2004-05
 |url         = http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa006&articleID=00042F0D-1A0E-1085-94F483414B7F0000
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20071016204812/http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa006&articleID=00042F0D-1A0E-1085-94F483414B7F0000
 |archive-date = 2007-10-16
 |access-date  = 2009-10-31
 |url-status    = dead
|lang=en}}.</ref>, который показал, каким образом [[инфляционная модель Вселенной]] может быть получена из теории суперструн. Инфляционная космология предполагает существование некоторого [[скалярное поле|скалярного поля]], индуцирующего инфляционное расширение. В струнной космологии вместо этого вводится так называемое [[дилатон]]ное поле<ref name="zh">''H. Lu'', ''Z. Huang'', ''W. Fang'' and ''K. Zhang'', «Dark Energy and Dilaton Cosmology». {{arXiv|archive=hep-th|id=0409309}}{{ref|en}}.</ref><ref name="cosmo2">''F. Alvarenge'', ''A. Batista'' and ''J. Fabris'', «Does Quantum Cosmology Predict a Constant Dilatonic Field». {{arXiv|archive=gr-qc|id=0404034}}{{ref|en}}.</ref>, [[квант]]ы которого, в отличие, например, от [[электромагнитное поле|электромагнитного поля]], не являются [[безмассовые частицы|безмассовыми]], поэтому влияние данного поля существенно лишь на расстояниях порядка размера [[элементарная частица|элементарных частиц]] или на ранней стадии развития [[Вселенная|Вселенной]]<ref name="dila">{{cite web
 |url        = http://uc-arhimed.ru/publikatsii/dilatonnoe-pole.html
 |title      = Дилатонное поле
 |publisher  = Учебный центр «Архимед»
 |access-date = 2009-10-31
 |url-status = dead
}}</ref>.

Существует три основных пункта, в которых теория струн модифицирует стандартную [[космология|космологическую модель]]. Во-первых, в духе современных исследований, всё более проясняющих ситуацию, из теории струн следует, что [[Вселенная]] должна иметь минимально допустимый размер. Этот вывод меняет представление о структуре Вселенной непосредственно в момент [[Большой взрыв|Большого взрыва]], для которого в [[Стандартная модель|Стандартной модели]] получается нулевой размер Вселенной. Во-вторых, понятие [[Т-дуальность|T-дуальности]], то есть дуальности малых и больших радиусов (в его тесной связи с существованием минимального размера) в теории струн, имеет значение и в космологии<ref name="string_cosmology">{{cite web
 |url          = http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/cosmo/cosmo5.html
 |title        = Космология. При чем же тут теория струн?
 |publisher    = [[Астронет]]
 |access-date   = 2009-10-01
 |url-status     = live
 |archive-date = 2012-01-28
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20120128160907/http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/cosmo/cosmo5.html
}}</ref>. В-третьих, число пространственно-временных измерений в теории струн больше четырёх, поэтому космология должна описывать эволюцию всех этих измерений. Вообще, особенность теории струн состоит в том, что в ней, по-видимому, геометрия [[пространство-время|пространства-времени]] не фундаментальна, а появляется в теории на больших масштабах или при слабой связи<ref name="astro4">{{cite web
| url         = http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh4.html
| title         = Пространство, время и теория струн
| publisher         = [[Астронет]]
| access-date         = 2009-10-18
| archive-date         = 2012-01-28
| archive-url         = https://web.archive.org/web/20120128160857/http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh4.html
| url-status         = live
}}</ref>.

=== Косвенные предсказания ===
Несмотря на то, что арена основных действий в теории струн недоступна прямому экспериментальному изучению<ref name="woit1">''P. Woit'' (Columbia University) «String theory: An Evaluation», February 2001, [[arXiv:physics/0102051]]{{ref|en}}.</ref><ref name="woit2">''P. Woit'', «[http://www.math.columbia.edu/~woit/testable.pdf Is String Theory Testable?] {{Wayback|url=http://www.math.columbia.edu/~woit/testable.pdf |date=20120915163352 }}» INFN Rome, March 2007{{ref|en}}.</ref>, ряд косвенных предсказаний теории струн всё же можно проверить в эксперименте<ref name="nst1">''H. Nastase'', «The RHIC fireball as a dual black hole», BROWN-HET-1439, [[arXiv:hep-th/0501068]], January 2005{{ref|en}}.</ref><ref name="nts2">''H. Nastase'', «More on the RHIC fireball and dual black holes», BROWN-HET-1466, [[arXiv:hep-th/0603176]], March 2006{{ref|en}}.</ref><ref name="liu1">''H. Liu'', ''K. Rajagopal'', ''U. A. Wiedemann'', «An AdS/CFT Calculation of Screening in a Hot Wind», MIT-CTP-3757, [[arXiv:hep-ph/0607062]] July 2006{{ref|en}}.</ref><ref name="liu2">''H. Liu'', ''K. Rajagopal'', ''U. A. Wiedemann'', «Calculating the Jet Quenching Parameter from AdS/CFT», Phys.Rev.Lett.97:182301,2006 [[arXiv:hep-ph/0605178]]{{ref|en}}.</ref>.

Во-первых, обязательным является наличие [[суперсимметрия|суперсимметрии]]. Ожидается, что запущенный [[10 сентября]] [[2008 год]]а, но полноценно{{efn|Правда, в [http://elementy.ru/lhc/news/n431290 половину] максимальной мощности.}} вступивший в строй в [[2010 год]]у [[Большой адронный коллайдер]] сможет открыть некоторые суперсимметричные частицы{{efn| name="Randall"|Это будет серьёзной поддержкой теории струн.}}.

Во-вторых, в моделях с локализацией наблюдаемой вселенной в [[мультивселенная|мультивселенной]] изменяется закон [[гравитация|гравитации]] тел на малых расстояниях. В настоящее время проводится ряд экспериментов, проверяющих с высокой точностью [[закон всемирного тяготения]] на расстояниях в сотые доли миллиметра<ref name="Gravity test">{{cite web
 |author        = Игорь Иванов
 |date = 2001-02-17
 |url           = http://www.scientific.ru/journal/news/n170201.html
 |title         = Проверка закона всемирного тяготения на субмиллиметровых расстояниях
 |publisher     = Scientific.ru
 |access-date    = 2009-10-01
 |archive-date  = 2009-04-13
 |archive-url   = https://web.archive.org/web/20090413201207/http://www.scientific.ru/journal/news/n170201.html
 |url-status      = live
}}</ref>. Обнаружение отклонения от этого закона было бы ключевым аргументом в пользу суперсимметричных теорий.

Отсутствие экспериментальных данных подтверждающих теорию суперсимметрии привело к появлению критиков данной теории даже среди бывших энтузиастов суперсимметрии. Так, теоретик [[Шифман, Михаил Аркадьевич|Михаил Шифман]] ещё в октябре 2012 опубликовал критическую статью. В статье он прямо написал, что теория суперсимметрии бесперспективна, что от неё надо отказаться ради новых идей и ради нового поколения физиков-теоретиков (чтобы они не стали потерянным поколением).

В-третьих, в тех же самых моделях [[гравитация]] может становиться очень сильной уже на энергетических масштабах порядка нескольких [[электронвольт|ТэВ]], что делает возможной её проверку на Большом адронном коллайдере. В настоящее время идёт активное исследование процессов рождения [[гравитон]]ов и микроскопических [[чёрная дыра|чёрных дыр]] в таких вариантах теории.

Наконец, некоторые варианты теории струн приводят также и к наблюдательным астрофизическим предсказаниям. Суперструны ([[Струна (астрономия)|космические струны]]), D-струны или другие струнные объекты, растянутые до межгалактических размеров, обладают сильным гравитационным полем и могут выступать в роли [[гравитационная линза|гравитационных линз]]. Кроме того, движущиеся струны должны создавать [[Гравитационная волна|гравитационные волны]], которые, в принципе, могут быть<ref name="grav3">{{cite web
 |author        = Денис Борн
 |date = 2009-08-27
 |url           = http://www.3dnews.ru/news/proekt_ligo_poisk_gravitatsionnih_voln/
 |title         = Проект LIGO – поиск гравитационных волн
 |publisher     = 3dnews.ru
 |access-date    = 2009-10-16
 |archive-date  = 2013-01-26
 |archive-url   = https://web.archive.org/web/20130126071056/http://www.3dnews.ru/news/proekt_ligo_poisk_gravitatsionnih_voln
 |url-status      = dead
}}</ref> обнаружены в экспериментах типа [[LIGO]] и [[VIRGO]]. Они также могут создавать небольшие [[Анизотропия|нерегулярности]] в [[реликтовое излучение|реликтовом излучении]], которые могут быть обнаружены в будущих экспериментах<ref name=Greene/>.

== Примечания ==

=== Комментарии ===
{{комментарии}}

=== Источники ===
{{примечания|2}}

== Литература ==
{{refbegin|2}}
;Научно-популярная
* {{книга
|автор          = [[Вайнберг, Стивен|Вайнберг С.]]
|часть          =
|заглавие       = Мечты об окончательной теории: физика в поисках самых фундаментальных законов природы: Пер. с англ
|оригинал       = Steven Weinberg. Dreams of a Final Theory: The Search for the Fundamental Laws of Nature (1993)
|ссылка         =
|ответственный  =
|издание        =
|место          = М.
|издательство = [[Едиториал УРСС]] / URSS
|год = 2004
|том =
|страницы =
|страниц = 256
|серия =
|isbn = 5-354-00526-4
|тираж =
}}. Теории струн посвящена 9-я глава «Контуры окончательной теории».
* {{книга
|автор          = [[Грин, Брайан Рэндолф|Грин Б.]]
|часть          =
|заглавие       = [[Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории]]: Пер. с англ
|оригинал       = Brian Greene. The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory (1999)
|ссылка         =
|ответственный  = Под ред. В. О. Малышенко
|издание        =
|место          = М.
|издательство = [[Либроком]]
|год = 2011
|том =
|страницы =
|страниц = 288
|серия =
|isbn = 978-5-453-00011-1, 978-5-397-01575-2
|тираж =
}}
* {{книга
|автор          = [[Грин, Брайан Рэндолф|Грин Б.]]
|часть          =
|заглавие       = [[Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности]]. Пер. с англ
|оригинал       = Brian Greene. The Fabric of the Cosmos. Space, Time, and the Texture of Reality (2005)
|ссылка         =
|ответственный  = Под ред. В. Малышенко, А. Панова ; перевод Б. Ишханова
|издание        =
|место          = М.
|издательство = [[Либроком]]
|год = 2011
|том =
|страницы =
|страниц = 608
|серия =
|isbn = 978-5-397-01966-8
|тираж =
}}
* {{книга
 |автор         = [[Грин, Брайан Рэндолф|Грин Б.]]
 |заглавие      = Скрытая реальность: Параллельные миры и глубинные законы Космоса
 |оригинал      = The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos (2011)
 |ответственный =
 |издание       =
 |место         = М.
 |издательство  = [[Едиториал УРСС]] / URSS
 |год           = 2012
 |страниц       =
 |серия         =
 |isbn          = 978-5-397-03333-6
 |тираж         =
}}
* {{книга
|автор          = [[Каку, Митио|Митио Каку]]
|часть          =
|заглавие       = Параллельные миры. Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем Космоса: Пер. с англ
|оригинал       = Michio Kaku. Parallel Worlds: A Journey Through Creation, Higher Dimensions and the Future of the Cosmos (2005)
|ссылка         =
|ответственный  =
|издание        =
|место          = М.
|издательство = [[София (издательство)|София]]
|год = 2008
|том =
|страницы =
|страниц = 414
|серия =
|isbn = 978-5-91250-520-1
|тираж =
}}
* {{книга|автор=[[Каку, Митио|Митио Каку]] |заглавие= Уравнение Бога. В поисках теории всего  |оригинал= Michio Kaku. The God Equation: The Quest for a Theory of Everything| место=М.|издательство= Альпина нон-фикшн |год=2022|страниц=246|isbn= 978-5-00139-431-0|ref= Каку}}
* {{книга
|автор          = [[Рэндалл, Лиза|Рэндалл Л.]]
|заглавие       = Закрученные пассажи: Проникая в тайны скрытых размерностей пространства
|оригинал       = ''[[Рэндалл, Лиза|Randall, Lisa]]''. (2005). Warped Passages. Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions.
|ссылка         =
|ответственный  = Волобуев И.П., Малышенко В.О. (под ред.)
|издание        =
|место          = М.
|издательство   = [[Едиториал УРСС]] / URSS
|год            = 2011
|страниц        = 400
|серия          =
|isbn           = 978-5-397-01371-0
|тираж          =
}}
* {{книга
|автор          = [[Сасскинд, Леонард|Сасскинд Л.]]
|заглавие       = Космический ландшафт: Теория струн и иллюзия разумного замысла Вселенной
|оригинал       = ''[[Сасскинд, Леонард|Susskind, Leonard]]''. (2005). The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design
|ссылка         =
|ответственный  = перевод А. Пасечник
|издание        =
|место          = СПб.
|издательство   = [[Питер (издательство)|Питер]]
|год            = 2015
|страниц        = 448
|серия          =
|isbn           = 978-5-496-01166-2
|тираж          = 4000
}}.
* {{книга
|автор          = [[Сасскинд, Леонард|Сасскинд Л.]]
|заглавие       = Битва при чёрной дыре: Моё сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики
|оригинал       = ''[[Сасскинд, Леонард|Susskind, Leonard]]''. (2008). The Black Hole War. My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics.
|ссылка         = http://elementy.ru/bookclub/book/370/
|ответственный  = перевод А. Сергеева
|издание        =
|место          = СПб.
|издательство   = [[Питер (издательство)|Питер]]
|год            = 2013
|страниц        = 448
|серия          =
|isbn           = 978-5-459-01837-0
|тираж          = 3500
}}. Теории струн посвящены главы с 18-й и далее.
* {{книга
|автор          = [[Хокинг, Стивен|Хокинг С.]]
|часть          =
|заглавие       = Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр
|оригинал       =
|ссылка         =
|ответственный  = Пер. с англ. Н. Смородинской
|издание        =
|место          = {{СПб}}
|издательство = Амфора
|год = 2004
|том =
|страницы =
|страниц = 268
|серия =
|isbn = 5-94278-564-3
|тираж =
}}. Теории струн посвящена 10-я глава «Объединение физики».
* {{книга
|автор          = [[Яу Шинтан|Яу Ш.]], Надис С.
|часть          =
|заглавие       = Теория струн и скрытые измерения Вселенной: Пер. с англ
|оригинал       = The Shape of Inner Space: String Theory and the Geometry of the Universe's Hidden Dimensions (2010)
|ссылка         =
|ответственный  =
|издание        =
|место          = СПб.
|издательство = [[Питер (издательство)|Питер]]
|год = 2012
|том =
|страницы =
|страниц = 400
|серия =
|isbn = 978-5-459-00938-5, 978-0-465-02023-2
|тираж = 3000
}}
* {{книга
|автор          = [[Кобзарев, Игорь Юрьевич|Кобзарев И. Ю.]], [[Манин, Юрий Иванович|Манин Ю. И.]]
|часть          =
|заглавие       = Элементарные частицы. Диалоги физика и математика
|оригинал       =
|ссылка         =
|ответственный  =
|издание        =
|место          = М.
|издательство = Фазис
|год = 1997
|том =
|страницы = 184—198
|страниц = 208
|серия =
|isbn = 5-7036-0028-6
|тираж =
}}
* {{книга|автор= Zimmerman Jones, Andrew; Robbins, Daniel.|заглавие= String Theory For Dummies|ссылка= https://books.google.ru/books?id=tclz8worxoAC|издательство=Wiley Publishing|год=2009|allpages= 384|isbn=978-0470467244}}

;Монографии, научные статьи и учебники
* {{Статья:УФН-150-4:Суперструны — новый подход к единой теории фундаментальных взаимодействий}}
* {{книга
|заглавие       = Инстантоны, струны и конформная теория поля
|ссылка         = http://www.fml.ru/book/showbook/303
|ответственный  = Сборник статей под ред. [[Белавин, Александр Абрамович|А. А. Белавина]]
|издание        =
|место          = {{М.}}
|издательство = [http://www.fml.ru/ Физматлит]
|год = 2002
|страниц = 448
|серия =
|isbn = 5-9221-0303-2
|тираж =
}}{{V|27|04|2011}} — Сборник состоит из 24 статей, посвящённых вопросам современной квантовой теории поля (конформная [[симметрия]] критических явлений, факторизованное рассеяние в двумерных теориях, [[инстантон]]ы и [[магнитный монополь|монополи]] в калибровочных теориях, взаимодействие релятивистских струн) и её математическому анализу (алгебраическая [[топология]], теория представлений бесконечномерных [[алгебра Ли|алгебр Ли]], теория квантовых групп и др.). Статьи были ранее опубликованы в отечественных и зарубежных периодических изданиях в период 1970—1990 гг.
* {{книга
|автор          = Бринк Л., Энно М.
|заглавие       = Принципы теории суперструн
|оригинал       =
|ссылка         =
|ответственный  =
|издание        =
|место          = [[Новокузнецк]]
|издательство   = ИО НФМИ
|год            = 2000
|страниц        =
|серия          =
|isbn           = 5-8032-3337-4
|тираж          =
}}
* {{статья
 |автор       = Бухбиндер И. Л.
 |заглавие = Теория струн и объединение фундаментальных взаимодействий
 |ссылка     = http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=21191&file=0107_095.pdf
 |издание   = Соросовский Образовательный Журнал
 |тип           =
 |год           = 2001
 |том           =
 |номер       = 7
 |страницы = 95—101
|url-status=dead}}{{V|27|04|2011}}
* {{Статья:УФН-175-11:Калибровочные теории как теории струн: первые результаты}}{{V|27|04|2011}}
* {{книга
|автор          = Грин М., Шварц Дж., Виттен Э.
|заглавие       = Теория суперструн
|оригинал       =
|ссылка         =
|ответственный  =
|издание        =
|место          = {{М.}}
|издательство = [[Мир (издательство)|Мир]]
|год = 1990
|том = 1, 2
|страницы =
|страниц =
|серия =
|isbn = 5-03-001566-3
|тираж =
}}
* {{Статья:УФН-150-4:Теории суперструн в реальном мире}}{{V|27|04|2011}}
* {{Статья:УФН-168-7:Введение в струнные дуальности}}{{V|27|04|2011}}
* {{статья
| автор         = До Тьен Ф.
| заглавие      = Некоторые методологические вопросы современной физики высоких энергий
| ссылка        = http://www.philosophy.ru/iphras/library/laila.html#199
| автор издания =
| издание       = Философские проблемы физики элементарных частиц (тридцать лет спустя)
| тип           =
| место         = {{М.}}
| год = 1994
| том =
| страницы = 199—215
}}{{V|27|04|2011}}
* {{статья
| автор         = Дубровский В. Н.
| заглавие      = Новая концепция пространства-времени на планковских расстояниях
| ссылка        = http://www.philosophy.ru/iphras/library/laila.html#73
| автор издания =
| издание       = Философские проблемы физики элементарных частиц (тридцать лет спустя)
| тип           =
| место         = {{М.}}
| год = 1994
| том =
| страницы = 73—86
}}{{V|27|04|2011}}
* {{Статья:УФН-168-1:Введение в матричные модели суперструн}}{{V|27|04|2011}}
* {{книга
|автор          = [[Каку, Мичио|Каку М.]]
|часть          =
|заглавие       = Введение в теорию суперструн
|оригинал       =
|ссылка         =
|ответственный  = пер. с англ. Г. Э. Арутюнова, А. Д. Попова, С. В. Чудова; под ред. И. Я. Арефьевой
|издание        =
|место          = М.
|издательство = [[Мир (издательство)|Мир]]
|год = 1999
|том =
|страницы =
|страниц = 624
|серия =
|isbn = 5-03-002518-9
|тираж =
}}
* ''Кафиев Ю. Н.'' Аномалии и теория струн. — М.: Наука, 1991. — 245 с. — ISBN 5-02-029689-9.
* ''[[Кетов, Сергей Владимирович|Кетов С. В.]]'' Введение в квантовую теорию струн и суперструн. — Новосибирск: Наука, 1990. — 368 с. — ISBN 5-02-029660-0.
* {{Статья:УФН-172-9:Теория струн или теория поля}}{{V|27|04|2011}}
* ''[[Морозов, Алексей Юрьевич|Морозова А. Ю.]]'' [https://ufn.ru/ufn92/ufn92_8/Russian/r928c.pdf Теория струн — что это такое]{{V|27|04|2011}}
* ''[[Поляков, Александр Маркович|Поляков А. М.]]'' Калибровочные поля и струны. — М.: ИТФ, 1995. — 300 с.
* {{книга
|автор          = [[Цвибах, Бартон|Цвибах Б.]]
|заглавие       = Начальный курс теории струн
|оригинал       = ''[[Цвибах, Бартон|Zwiebach, Barton]]'' (Second edition, 2009). A First Course in String Theory, Cambridge University Press.
|ссылка         =
|ответственный  = Арефьева И. Я., Санюк В. И.  (под ред.). Перевод с англ.: Алкалаев К. Б., Берков А. В.
|издание        =
|место          = М.
|издательство   = URSS (Едиториал УРСС)
|год            = 2011
|страниц        = 784
|серия          =
|isbn           = 978-5-354-01367-8
|тираж          =
}}
* ''Becker, Katrin; Becker, Melanie; and [[Шварц, Джон Генри|Schwarz, John H.]]'' (2007). String Theory and M-Theory: A Modern Introduction, Cambridge University Press. ISBN 0-521-86069-5.
* {{cite arXiv |last=Headrick|first=Matthew|eprint=0812.4408|title=A solution manual for Polchinski's "String Theory"|year=2008|version=v1}}
* ''[[Полчински, Джозеф|Polchinski, Joseph]]'' (1998). String Theory, Cambridge University Press.
* {{cite arXiv |last=Tong|first=David|eprint=0908.0333|title=Lectures on String Theory|year=2012|version=v3}}
* {{cite web|url=http://www.shestopaloff.ca/kyriako/Russian/Physics/Scientists_about_crisis/Schroer_String_theory_critics.pdf|title=Теория струн и кризис в физике элементарных частиц (v3)|author=Шрёр Б.|date=2006-03-28|publisher=[[ArXiv.org]]|access-date=2012-07-17|archive-url=https://www.webcitation.org/65LPJ4T1i?url=http://www.shestopaloff.ca/kyriako/Russian/Physics/Scientists_about_crisis/Schroer_String_theory_critics.pdf|archive-date=2012-02-10|url-status=live}}
* {{cite web|url=http://iopp.fileburst.com/pw/PWSep07strings.pdf|title=Stringscape|author=Chalmers, Matthew.|date=2007-08-22|publisher=Physics World|access-date=2012-07-17|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/65LPJv5Lj?url=http://iopp.fileburst.com/pw/PWSep07strings.pdf|archive-date=2012-02-10|url-status=live}}
* {{cite web|url=https://arxiv.org/pdf/physics/0603112v5|title=String theory, the crisis in particle physics and the ascent of metaphoric arguments (v5)|author=Schroer, Bert.|date=2009-02-26|publisher=[[ArXiv.org]]|access-date=2012-07-17|lang=en}}

;Критика теории струн
* {{книга
|автор          = Roger Penrose.
|заглавие       = The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe
|ссылка        = https://archive.org/details/roadtorealitycom00penr_0
|издательство   = Knopf
|год = 2005
|страниц = 624
|isbn = 0-679-45443-8
}}
* {{книга
|автор          = Lee Smolin.
|заглавие       = The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next
|ссылка        = https://archive.org/details/troublewithphysi0000smol
|место          = New York
|издательство   = Houghton Mifflin Co.
|год = 2006
|страниц = 392
|isbn = 0-618-55105-0
}}
* {{книга
|автор          = Peter Woit.
|заглавие       = Not Even Wrong - The Failure of String Theory And the Search for Unity in Physical Law
|ссылка        = https://archive.org/details/notevenwrongfail00woit
|место          = London: Jonathan Cape &
|издательство   = New York: Basic Books
|год = 2006
|страниц = 290
|isbn = 0-224-07605-1 & ISBN 978-0-465-09275-8
}}
{{refend}}

== Ссылки ==
{{Навигация
|Портал = Физика
}}
* [http://superstringtheory.com/ Официальный сайт теории струн]{{ref|en}}
* {{cite web|url=http://elementy.ru/lib/430177|title=Грядущие революции в фундаментальной физике|author=[[Гросс, Дэвид|Гросс Д.]]|date=2006-04-25|publisher=[[Элементы.ру]]|access-date=2013-12-17|archive-url=https://www.webcitation.org/6Pb46glO6?url=http://elementy.ru/lib/430177|archive-date=2014-05-15|url-status=live}}
* {{cite web|url=http://www.popmech.ru/article/103-strunnyiy-kontsert-dlya-vselennoy|title=Струнный концерт для Вселенной|author=Левин А.|date=2006-03|publisher=[[Популярная механика]]|access-date=2012-07-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20120218215542/http://www.popmech.ru/article/103-strunnyiy-kontsert-dlya-vselennoy/|archive-date=2012-02-18|url-status=dead}}
* {{cite web|url=http://elementy.ru/trefil/string_theories|title=Теория струн|author=Трефил Дж.|date=2006-05|publisher=Элементы.ру|access-date=2012-07-17|archive-url=https://www.webcitation.org/65LPHeTAh?url=http://elementy.ru/trefil/string_theories|archive-date=2012-02-10|url-status=live}}
* {{cite web|url=http://astronet.ru/db/msg/1185844|title=Введение в суперструны|author=Шварц П.|date=2005-06-05|publisher=Астронет|access-date=2012-07-17}}
* {{cite web|url=http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/qg_home.html|title=Quantum Gravity|author=Shellard, Paul et al.|date=1996|publisher=[http://www.damtp.cam.ac.uk DAMTP, University of Cambridge]|access-date=2012-07-17|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/65LPKLl8F?url=http://www.damtp.cam.ac.uk/research/gr/public/qg_home.html|archive-date=2012-02-10|url-status=live}}
* {{cite web|url=https://arxiv.org/pdf/physics/0102051v1|title=String Theory: An Evaluation|author=Woit, Peter.|date=2001-02-16|publisher=ArXiv.org|access-date=2012-07-17|lang=en}}

{{внешние ссылки}}
{{Теории гравитации}}
{{За пределами Стандартной модели}}

{{спам-ссылки|1=
* http://www.fictionbook.ru/author/devis_pol/supersila/read_online.html?page=13
}}

[[Категория:Теория струн| ]]
[[Категория:Теории гравитации|Струн]]
[[Категория:Физика элементарных частиц]]