Vibrationer, energi och partiklar

Strängar kan vibrera på ett oändligt antal sätt. Beroende på hur de vibrerar, dels hela strängen när den fortplantar sig samt vibrationer på strängen, så motsvarar detta en energi. Varje energinivå motsvarar en partikel.

En sträng kan vibrera på två sätt. Dels hela strängen när den färdas framåt i rummet. Och dels kan själva strängen vibrera. Vibrationerna sker i samtliga dimensioner förutom två, nämligen rörelseriktningen och ...

Det är summan av energin i de två energiformerna som är den sammanlagda energin hos strängen.

En viss energi hos en sträng motsvarar en partikel.

Eftersom en sträng kan vibrera på ett oändligt antal sätt måste det också finnas ett oändligt antal elementarpartiklar.

Kraften som strängen överför är omvänt proportionell mot strängspänningen. Eftersom gravitationen är ytterst svag är alltså strängspänningen oerhört stor, i storleksordningen 1044 Newton, d v s Planck-Wheeler-kraften.

 
Exempel på två idealiserade slutna strängar som vibrerar. Den vänstra långsamt med två bukar och den andra betydligt snabbare med fem bukar.

Den minsta energin hos en sträng är i storleksordning med spänningen i strängen vilken är lika med Planck-Wheeler-massan, vilken är oerhört stor relativt elementarpartiklarna. Energin hos strängarna är en heltalsmultipel av denna vilket för oss ännu längre bort ifrån att kunna representera t ex en elektron med en sträng. Kvantmekaniken kommer dock till undsättning eftersom den säger att ingenting är i fullständig vila. I detta fall introduceras kvantdarrningar hos strängen och lägligt nog så är energin hos dem negativ och kompenserar nästan helt och hållet för strängvibrationerna. Detta kallas för en renormalisering. Endast de enklaste strängarna representerar dock partiklar med renormaliserade massor som är så pass små att de finns i vår dagliga värld och i Standardmodellen.

Tillbaka till Kosmologikas hemsida Nästa sida