超弦理論について
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問題文
(ちょうげんりろんがとうじょうするいぜんにもっともちいさなすけーるをきじゅつしたりろんは)
超弦理論が登場する以前に最も小さなスケールを記述した理論は
(ばのりょうしろんである。)
場の量子論である。
(そこではりゅうしをてん、すなわちてんりゅうしとしてあつかってきた。)
そこでは粒子を点、すなわち点粒子として扱ってきた。
(りょうしろんてきにはてんりゅうしであるとさまざまなてんでつごうがよい。)
量子論的には点粒子であると様々な点で都合がよい。
(しかしそうたいせいりろんではこれではおおきなふつごうがしょうじる。)
しかし相対性理論ではこれでは大きな不都合が生じる。
(じゅうりょくはきょりのじじょうにはんぴれいするのできょりが０であると)
重力は距離の二乗に反比例するので距離が０であると
(じゅうりょくはむげんだいになってしまう。)
重力は無限大になってしまう。
(てんりゅうしであるとこのむげんだいがひんぱんにとうじょうすることになってしまい、)
点粒子であるとこの無限大が頻繁に登場することになってしまい、
(りろんがはたんする。)
理論が破綻する。
(これにたいしてちょうげんりろんでは)
これに対して超弦理論では
(りゅうしをげんのしんどうとしてあらわすことによってこのもんだいがかいけつできる。)
粒子を弦の振動としてあらわすことによってこの問題が解決できる。
(１９６０ねんだい、いたりあのぶつりがくしゃ、がぶりえーれヴぇねつぃあーのが)
１９６０年代、イタリアの物理学者、ガブリエーレ・ヴェネツィアーノが
(かくしのないぶではたらくつよいちからのせいしつをべーたかんすうであらわし、)
核子の内部で働く強い力の性質をベータ関数であらわし、
(そのしきのしめすこうぞうがげんによってかけることに)
その式の示す構造が弦によって書けることに
(なんぶよういちろう、れおなるどさすきんど、ほるがーべっくにーるせん)
南部陽一郎、レオナルド・サスキンド、ホルガー・ベック・ニールセン
(らがきづいたことからはじまる。)
らが気づいたことから始まる。
(げんにはとじたげんとひらいたげんのにしゅるいをかんがえることができ、)
弦には閉じた弦と開いた弦の二種類を考えることができ、
(ひらいたげんはすぴん１のげーじりゅうしをふくみ、)
開いた弦はスピン１のゲージ粒子を含み、
(とじたげんはすぴん２のじゅうりょくしをふくむ。)
閉じた弦はスピン２の重力子を含む。
(ひらいたげんのそうごさようをかんがえるとどうしてもとじたげん、)
開いた弦の相互作用を考えるとどうしても閉じた弦、
(すなわちじゅうりょくしをふくまざるをえない。)
すなわち重力子を含まざるを得ない。
(そのため、つよいちからのみをきじゅつするりろんととらえることはむずかしいことがわかった。)
そのため、強い力のみを記述する理論ととらえることは難しいことが分かった。
(ぎゃくにいえば、げんをきほんようそとかんがえることで、)
逆に言えば、弦を基本要素と考えることで、
(しぜんにじゅうりょくをりょうしかしたものがえられるとかんがえられる。)
自然に重力を量子化したものが得られると考えられる。
(そのため、ちょうげんりろんはばんぶつのりろんとなりうるかのうせいがある。)
そのため、超弦理論は万物の理論となりうる可能性がある。
(ちょうげんりろんはそりゅうしのひょうじゅんもけいのさまざまなりゅうしをどうしゅつしうる)
超弦理論は素粒子の標準模型の様々な粒子を導出しうる
(おおきなじゆうどをもち、)
大きな自由度を持ち、
(それをもとにげんざいまでにさまざまなもでるがていあんされている。)
それをもとに現在までに様々なモデルが提案されている。
(このようにきわめてちいさいげんをうちゅうのさいしょうきほんようそとかんがえ、)
このように極めて小さい弦を宇宙の最小基本要素と考え、
(しぜんかいのすべてのちからをすうがくてきにひょうげんしようというのが、)
自然界のすべての力を数学的に表現しようというのが、
(いわゆるげんりろんのめざすところである。)
いわゆる弦理論の目指すところである。
(このりろんのそうていするひものおおきさが)
この理論の想定するひもの大きさが
(じっしょうふかのうにおもえるほどちいさいことなどから、)
実証不可能に思えるほど小さいことなどから、
(ぶつりがくのていせつとしてのちいをえるにはいたっていない。)
物理学の定説としての地位を得るには至っていない。
(またこんごじっしょうされるかどうかもみちすうのりろんである。)
また今後実証されるかどうかも未知数の理論である。