Откуда берутся виртуальные частицы?
Правильно ли я понимаю, что для существования виртуальных частиц нужен единственный физический объект - квантовое поле? А виртуальные частицы - это возбуждения этого поля, заполняющего все пространство. В таком случае, что такое виртуальные струны, потому что в теории струн нет «струнного поля», из которого они могли бы родиться?
Ответы
Строковые поля действительно существуют. Во вводных курсах теории струн обычно утверждается, что струнные поля на самом деле не существуют, потому что амплитуды струн вне оболочки несовместимы с симметриями мирового листа.
Эвристический аргумент: я приведу пример, чтобы проиллюстрировать, как симметрии мирового листа заставляют состояния строки (через карту состояний оператора ) быть на оболочке .
Рассмотрим вершинный оператор для замкнутого струнного тахиона $$ \int d^{2}{\sigma} \sqrt{g} :e^{ikX}:$$
В локально плоских координатах имеем замену $$\int d^{2}{\sigma} \sqrt{g} e^{ikX} \rightarrow \int d^{2}{z} e^{ikX}$$ куда мы можем обратиться $d^{2}{z}:e^{ikX}:$ в тензор типа $(0,0)$ заметив, что $d^{2}{z}$ относится к типу $(1,1)$ и выбирая $k^{2}=-m^{2}=\frac{4}{l_{S}}$. Обратите внимание, что этот последний выбор является единственным, совместимым с инвариантностью Вейля на мировом листе, и является в точности условием светового конуса и массовой оболочки .
См. Главу 3, раздел 3.6, стр. 103 учебника Полчинского (том 1) для аргументации общих вершинных операторов. Идея та же, а именно, что симметрии мирового листа фиксируют конформную размерность общих вершинных операторов, заставляя их находиться в массовой оболочке.
Концептуальный аргумент: см. Отличный пост в блоге « Наблюдаемые в квантовой гравитации» или мой ответ на тему «Струнные амплитуды для конечных времен и струнных волновых функций».
Что такое виртуальные струны ? Несмотря на аргументы сверху. Фактически можно определить строковые поля. Хотя это не самый ясный концептуальный способ, я рекомендую обсуждение вторичного квантования в книге Полчинского (глава 9.6 в томе 1).
Ответ на ваш актуальный вопрос в том , что виртуальные строками являются внедорожных оболочкой строки , которые появляются в конечном время процесса в строковых полей вычислений амплитуды рассеяния.
Впечатляюще изумительное введение в закрытую теорию поля струн см. Теория поля струн - современное введение .
Для обзора см. Доклад о развитии теории пертурбативных струн .
ОБНОВИТЬ:
@Nogueira правильно указал, что мой грубый аргумент работает только для строк, которые расходятся из бесконечности. В присутствии$D$-branes мой аргумент больше не действителен, состояния строки вне оболочки можно обменивать между бранами и массами растянутых строк между $D$-браны пропорциональны расстоянию между этими бранами (и, в частности, не фиксируются пертурбативной динамикой).
Виртуальные частицы на самом деле не существующие объекты. Это те сущности, которые появляются в диаграммах Фейнмана при оценке амплитуд определенного процесса в теории возмущений.
Существует большая программа, возглавляемая Аркани-Хамедом, Трнка, Кашазо и другими авторами по определению амплитуд рассеяния без необходимости ссылаться на пространственно-временные диаграммы и диаграммы Фейнмана. Все рассеяние определяется в терминах канонической формы , живущей на положительной геометрии , такой, что все полюса частиц соответствуют сингулярностям на границе этой геометрии. В этом подходе проявляются понятия локальности и унитарности.
Недостатком является то, что эта теория применима в довольно ограниченном объеме: $N = 4$ Теория Супер Янга-Миллса, $\phi^3$ би-сопряженная скалярная теория поля, а также некоторые нелинейные сигма-модели и теории струн.
Один из способов взглянуть на это состоит в том, что в любом событии рассеяния есть амплитуда, чтобы строки имели топологию, при которой для срезов с одинаковым временем они, кажется, разделяются и соединяются. Промежуточные струны - виртуальные.
На этом рисунке мы можем выбрать временную координату, чтобы она указала прямо вверх, и это будет выглядеть как две входящие строки, соединяющиеся вместе, чтобы сформировать виртуальную строку, которая разделяется на две виртуальные, которые соединяются вместе и разделяются на две исходящие строки.
Если вы уже знакомы с формализмом теории поля, тогда вы можете рассматривать теорию струн как теорию поля. Этот формализм называется теорией поля струн.