Liefert die Stringtheorie konkrete Ergebnisse?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Ich habe ja nur eine sehr vage Vorstellung von den Stringtheorien und meine Frage ist daher wirklich sehr laienhaft:

Soweit ich in Prosa gelesen habe, ist das Standardmodell trotz seiner Erfolge recht unbefriedigend, da die freien Parameter, wie z.B. die Massen der Teilchen usw. nicht aus der Theorie hervorgehen, sondern auf recht uneinheitliche Weise eingebracht werden müssen.

Nun las ich, dass dies bei der Stringtheorie viel besser wäre. Gibt die Stringtheorie konkrete Aussagen, die zu einer Verbesserung des Standardmodells führen?

Ich habe nun begonnen, ein angeblich gutes Einführungswerk zu lesen (Barton Zwiebach) und finde dieses Buch eigentlich erstaunlich erfrischend (auch wenn es bisher nur die ersten 90 Seiten waren - das Dicke Ende kommt ja erst weiter hinten). Beim Durchblättern nach vorne stelle ich jedoch fest, dass (aus meiner bescheidenden Sicht) nirgends so wirklich konkrete Fragen beantwortet werden, und es eher um einen mathematischen Formalismus geht.

Provokant gefragt: selbst wenn ich das Buch nun zu Ende studierte (was wahrscheinlich nicht der Fall sein wird), hätte ich dann einen Mehrwert an gesichertem Wissen? Oder wäre es bloß ein netter Ausflug in die Mathematik, bei der Profis hier und da ein paar Anregungen und Ideen entnehmen und mehr konkrete Theorien damit auffetten?

Ich hätte mir gedacht, dass, wenn man schon in höheren Dimensionen unterwegs ist, die "mehr klassische" Theorie als Grenzfall daraus hervorgehen sollten. So hätte ich mir erwartet, dass z.B. die bekannte Quantenelektrodynamik (Dirac-Gleichung)darin enthalten ist, oder man Quarks und ihre Eigenschaften nicht postulieren muss, sondern diese aus der Theorie hervorgehen. Ich sehe aber nirgends konkrete Ergebnisse, was bekannte Streuquerschnitte betrifft.

Ist die Stringtheorie denn mehr ein Konzept und ohne konkrete Anwendungsfälle? Worin liegt es, dass sich so viele damit beschäftigen?

Was ich auch nicht verstehe (bzw. mit meinem Wissen auch nicht verstehen kann): wieso ist gerade die Stringtheorie ein Kandidat für die Erklärung von Quantengravitation? Ich habe mehrfach gelesen, dass die herkömmliche Feldtheorie Gravitation nicht zu beschreiben vermag.
Kann man das in einfachen Worten begründen?

Ich denke, ich habe ein falsches Bild davon, weiß mich aber nicht so recht einzunorden. Viele Fragen, vielleicht schafft jemand eine Antwort...Danke!

Feldlinie · Gast

Die Elektrodynamik wird von den Physikern nur unzureichend verstanden, so vertauschen sie Vorzeichen (z. B. Hertz-Vektor) und verwechseln Potentialtransformationen mit Feldtransformationen - das Ergebnis ist wie der berühmte Turmbau zu Babel oder der Berliner Flughafen.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Feldlinie_vs_String · Gast

Die Aufgabe der Physiker ist sicher nicht Theorien zu erfinden oder derartige aufzugreifen, sondern alle Phänomene mit einer einzigen und auch ingenieurmäßig anwendbaren Theorie zu beschreiben.

Manche Fragen wie die Deine erübrigen sich dann von selbst.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18076

Zunächst mal ein Hinweis auf die Stringtheorie-Konferenz

http://strings2009.roma2.infn.it/talks/Gross_Strings09.pdf, slide #16
http://www.ift.uam.es/strings07/040_scientific07_contents/transparences/gross.pdf, slide#22

in deren Rahmen David Gross, einer der Väter der Stringtheorie, einige Probleme genannt sowie Fragen gestellt hat, auf deren Antworten er wohl immer noch wartet.

WHAT IS STRING THEORY?
This is a strange question since we clearly know what string theory is to the extent that we can construct the theory and calculate some of its properties. However our construction of the theory has proceeded in an ad hoc fashion, often producing, for apparently mysterious reasons, structures that appear miraculous. It is evident that we are far from fully understanding the deep symmetries and physical principles that must underlie these theories. It is hoped that the recent efforts to construct covariant second quantized string field theories will shed light on this crucial question.

We still do not understand what string theory is.
We do not have a formulation of the dynamical principle behind ST. All we have is a vast array of dual formulations, most of which are defined by methods for constructing consistent semiclassical (perturbative) expansions about a given background (classical solution).

What is the fundamental formulation of string theory?

WHAT IS MISSING ?
Perhaps “String theory” is like quantum field theory - a framework and not a definitive theory.
Perhaps we are missing a fundamentally new principle of symmetry, of dynamics, of consistency, .... that leads to a unique solution --- not a “vacuum” but a space-time, a cosmology.
Emergent Space-Time

Ich denke, dass dies tatsächlich die fundamentalen Probleme der Theorie sind, die m.E. immer noch als offen gelten müssen.

Ich sehe die Stringtheorie eher als mathematischen Rahmen, als (lose) Sammlung von Regeln zur Konstruktion physikalischer Theorien, sozusagen als Meta-Theorie, nicht jedoch als eine (!) abgeschlossene Theorie.

Allerdings bietet dieser Rahmen einen erstaunlichen Reichtum an prinzipiellen Erklärungen und Zusammenhängen, z.B. AdS/CFT oder allgemein gauge/gravity Duality, Entstehung bekannter Felder und Wechselwirkungen d.h. diverse Eichtheorien plus Gravitation, Einschränkungen der ansonsten beliebigen Eichsymmetrien auf bestimmte Symmetriegruppen, Emergenz von Kopplungskonstanten als Vakuumwert von Feldern, Entstehung von skalaren Feldern wie dem Higgs, Ansätze zur Erklärung der Anzahl das Teilcheninhaltes und der Fermiongenerationen, Entropie schwarzer Löcher sowie deren mikroskopische Freiheitsgrade, ...

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

danke für die Antworten!