Gravitation der hoeheren Spins und Holographie

Gemäß einer weit verbreiteten Erzählung wurde Newton, durch einen Apfel der vom Baum fiel, inspiriert eine Theorie der Gravitation zu entdecken. Seine Theorie hatte großen Erfolg darin, die Rotation der Planeten um die Sonne und das Verhalten anderer massiver Körper zu erklären. Ein- stein perfektionierte die Gravitation von Newton. Einsteins Gravitation beschreibt das Universum und die Bewegung von Galaxien, und wir verwenden diese Theorie noch heute. Um jedoch die Bewe- gung von Sternen in der Galaxie um ihr galaktisches Zentrum mit Einsteins Gravitation in Einklang zu bringen, müssen wir dunkle Materie hinzufügen, und Einsteins Gravitation besagt nicht, was das ist. Einsteins Gravitation erfordert einen kosmologischen Konstantenterm, um die beschleunigte Expansion des Universums zu erklären. Dieser Term, der von Hand hinzugefügt wird, beschreibt 70 Prozent der Energie im Universum. Die Hoffnung besteht, dass wir, sobald wir die echte Quanten- theorie der Gravitation kennen, den Ursprung von dunkler Energie und dunkler Materie verstehen werden. Einer der vielversprechendsten Anwärter auf eine solche Theorie ist die höhere Spin-Gravitation. Diese Theorie sollte auch andere Bestandteile des Universums erklären. Wir nennen es höhere Spin- Gravitation, weil es Gravitonen und Teilchen aller höheren Spins enthalten muss, um konsistent zu sein. Teilchen sind die kleinsten Bestandteile des Universums. Das Teilchen mit dem Spin s muss sich 1/s Mal um sich selbst drehen, um wieder gleich auszusehen. Diese Rotation müssen wir im quantenmechanischen Sinn verstehen, der Spin ist intrinsisch, es ist eine Eigenschaft jedes Teilchens. Es ist sehr schwierig, so viele Teilchen mit höherem Spin zu beschränken. Diese Schwierigkeiten beziehen sich auf die Beschränkung von Wechselwirkungen mit Teilchen mit höherem Spin. Im Jahr 2016 war der Versuch, sie zu umgehen, erfolgreich, indem zusätzliche Symmetrien verwendet wurden, um die Theorie zu spezifizieren, was zu neuen konsistenten Modellen der höheren Spin-Gravitation führte. Neue Modelle, die ich hier untersuchen werde, enthalten: (i) chirale Symmetrie, die in der Physik angibt, ob das Teilchen ohne Masse sich in die gleiche Richtung dreht wie die Richtung, in die es sich bewegt, und (ii) konforme Symmetrie. Konforme Symmetrie besagt, dass, wenn wir uns den Raum als einen Ballon vorstellen, die physikalischen Gesetze bezogen dem Ballon vor und nach dem Aufblasen gleich sein werden. Ein wichtiges Werkzeug zur Untersuchung von Gravitationstheorien ist die Holographie. Sie be- sagt, dass Informationen über eine Gravitationstheorie im d-dimensionalen Raum im d-1-dimensionalen Rand des Raums codiert sind. Die Theorie am Rand ist eine Quantentheorie. Größen in der Grav- itationstheorie haben entsprechende Größen in der Theorie am Rand. Die Holographie ermöglicht es uns, beide Theorien zu verstehen, indem wir nur von einer Seite aus betrachten. Dies ist das wichtigste Werkzeug, das ich in diesem Projekt verwenden werde.