В математиці і теоретичній фізиці дзеркальною симетрією називається еквівалентність многовидів Калабі — Яу в наступному сенсі. Два многовиди Калабі — Яу можуть бути абсолютно різними геометрично, але давати однакову фізику елементарних частинок при використанні їх як «згорнутих» додаткових розмірностей теорії струн. Самі такі многовиди називають дзеркально симетричними.
Дзеркальна симетрія була спочатку виявлена фізиками. Математики зацікавилися цим явищем близько 1990 року, коли Філіп Канделас, Ксенія де ла Осса, Пол Грін і Лінда Паркс показали, що дзеркальну симетрію можна використовувати як інструмент в обчислювальній геометрії — розділі математики, що займається підрахунком кількості відповідей на ті чи інші геометричні питання. Канделас і співавтори показали, що дзеркальна симетрія може бути використана для підрахунку числа (раціональних кривих) на многовиді Калабі — Яу. Ця задача довгий час залишалась нерозв'язаною. Незважаючи на те, що первинний підхід до дзеркальної симетрії базувався на ідеях, сформульованих на фізичному рівні, математики змогли строго довести деякі з тверджень, які були передбачені фізиками.
Зараз дзеркальна симетрія є однією з найбільш мейнстримових областей досліджень в області чистої математики, і математики працюють над розвитком математичного розуміння цього, заснованого на фізичній інтуїції, явища. Крім того, дзеркальна симетрія є основним інструментом обчислень у теорії струн; також вона використовувалася для розуміння деталей квантової теорії поля, формалізму, за допомогою якого фізики описують елементарні частинки. Основні підходи до дзеркальної симетрії включають в себе програму гомологічної дзеркальної симетрії Максима Концевича і [en] Стромінджера, Яу і [en].
Огляд
Струни і компактифікація
Теорія струн — теорія, в якій фундаментальними об'єктами є не точкові частинки, а одномірні об'єкти, звані струнами. Струни бувають відкриті і замкнуті; відкриті виглядають як відрізки, замкнуті — як петлі. Теорія струн займається описом того, як ці фундаментальні об'єкти — струни — поширюються в просторі і взаємодіють одна з одною. На відстанях більшіх, ніж довжина Планка, струна виглядає як точкова частинка зі своїми масою, зарядом та іншими властивостями, залежними від коливальної моди струни. Розщеплення й рекомбінація струн відповідають випусканню і поглинанню частинок — таким чином, у нас є струнна мова, якою описується взаємодія частинок.
Між світом, який описується теорією струн, і світом, з яким ми стикаємося в повсякденності, є істотна різниця. У звичайному житті ми спостерігаємо три просторові виміри (вгору/вниз, наліво/направо, і вперед/назад) і одне часове (раніше/пізніше). Таким чином, мовою сучасної фізики, простір-час є чотиривимірним. Однією з особливостей теорії струн є той факт, що для її самоузгодженості потрібні додаткові виміри простору-часу. У теорії суперструн (версії теорії струн, яка включає в себе суперсиметрію) потрібно шість додаткових розмірностей простору-часу на додачу до звичних чотирьох.
Одна з цілей поточних досліджень в області теорії струн — розвинути моделі, в яких струни описували б поведінку частинок, що спостерігається в експериментах фізики високих енергій. Світ, в якому ми спостерігаємо частинки, здається нам чотиривимірним. Таким чином, необхідно вибрати спосіб редукції до чотирьох вимірів на звичних нам відстанях. У найреалістичніших теоріях це досягається шляхом процесу (компактифікації), в якому додаткові виміри «замикаються» самі на себе в кола. Якщо ці «згорнуті» додаткові виміри виявляються дуже малими, нам буде здаватися, що простір-час в такій теорії має меншу кількість вимірів. Стандартна аналогія тут — садовий шланг. Якщо дивитися на садовий шланг з досить великої відстані, він справляє враження одновимірного об'єкта. Водночас, якщо до нього наблизитися, буде видно і другий вимір, який відповідає колу. Так, мураха, що повзе по поверхні шланга, насправді пересувається у двох вимірах, а не в одному.
Многовиди Калабі — Яу
За допомогою можна перетворювати отримувані теоретично багатовимірні простори в ефективно чотиривимірні. Однак не кожен спосіб компактифікації приводить до чотиривимірного простору, який міг би описувати наш світ. Можна прийти до результату, що компактні додаткові розмірності повинні мати форму . Многовид Калабі — Яу — (зазвичай комплексно тривимірне) простір, головною властивістю якого є тривіальність . Воно назване на честь , який сформулював гіпотезу про існування та єдиності відповідної метрики — — і , який її довів.
Після того, як многовиди Калабі — Яу увійшли у фізику (як спосіб компактифікувати «зайві» виміри), фізики почали їх інтенсивно вивчати. Наприкінці 80-х та інші помітили, що за отримуваним чотиривимірним простором неможливо однозначно відновити многовид Калабі — Яу, за допомогою якого проводили компактифікацію. Замість цього дві різні теорії струн — (теорія струн типу IIA і теорія струн типу IIB) — можуть бути скомпактифіковані за допомогою абсолютно різних многовидів Калабі — Яу таким чином, що це приведе до однієї й тієї самої фізики. Такі два многовиди Калабі — Яу називаються дзеркально симетричними, і відповідність між двома вихідними теоріями струн (точніше, конформними теоріями поля, якими вони описуються) називається дзеркальною симетрією.
Дзеркальна симетрія — окремий випадок того, що фізики називають . Дуальностями називаються ситуації, коли дві різні фізичні теорії виявляються нетривіальним способом еквівалентними. Якщо можна зробити таке перетворення, що рівняння однієї теорії збігаються з рівняннями іншої теорії, то дві такі теорії називають дуальними стосовно цього перетворення. Можна сказати по-іншому: дві дуальні теорії є математично різними описами одного і того самого явища. Такі дуальності часто виникають у сучасній фізиці, особливо в теорії струн.
Безвідносно до того, чи мають стосунок компактифікації теорії струн за допомогою многовидів Калабі — Яу до реального світу, існування дзеркальної симетрії має суттєві математичні наслідки. Многовиди Калабі — Яу є об'єктом вивчення чистої математики і за допомогою дзеркальної симетрії дозволяють математикам вирішувати завдання обчислювальний алгебраїчної геометрії. Типова задача обчислювальний геометрії — підрахувати число на многовиді Калабі — Яу (наприклад, на такому, яке зображене вище). Користуючись дзеркальною симетрією, математики показали, що у цієї задачі є еквівалентна їй для дзеркально симетричного многовиду, яку простіше розв'язати.
Фізики отримали дзеркальну симетрію не вдаючись до математичних міркувань. Водночас математиків зазвичай цікавлять математично строгі докази — докази, в яких немає місця фізичній інтуїції. З математичної точки зору, описана вище версія дзеркальної симетрії є все ще припущенням, але існує інша версія дзеркальної симетрії — версія, що пов'язана з , спрощеною теорією струн, яку ввів Віттен і строго довели математии. Мовою топологічної теорії струн, дзеркальна симетрія — це твердження про еквівалентність та ; вони еквівалентні в тому сенсі, що пов'язані дуальністю. Нині математики активно працюють над розвитком математичного розуміння дзеркальної симетрії, яку виявили фізики у вигляді мови, якою зручніше думати фізикам. Зокрема, математики поки що не цілком розуміють, як будувати нові приклади дзеркально симетричних многовидів Калабі — Яу, попри певний прогрес у цій галузі.
Історія
Витоки дзеркальної симетрії слід шукати в середині 1980-х, коли помітили, що замкнута струна, яка розповсюджується по колу радіуса , фізично еквівалентна замкнутій струні, що розповсюджується по колу радіуса (в деякій системі одиниць). Це явище називається і тісно пов'язане з дзеркальною симетрією. У статті 1985 року Канделас, Горовіц, Стромінджер і Віттен показали, що, компактифікуючи теорію струн многовидом Калабі — Яу, можна одержати теорію, схожу на стандартну модель фізики частинок. Йдучи за цим міркуванням, фізики почали вивчати компактифікації многовидів Калабі — Яу сподіваючись побудувати фізику частинок, що описує реальний світ, яка була б наслідком теорії струн. та інші помітили, що за цією моделлю чотиривимірної фізики частинок можна однозначно відновити многовид Калабі — Яу, за допомогою якого відбувалася компактифікація. Замість цього є два многовиди Калабі — Яу, які приводять до однакових чотиривимірних теорій фізики частинок.
Вивчаючи відповідності між многовидами Калабі — Яу і визначеними конформними теоріями поля (), і Ронен Плессер знайшли нетривіальні приклади дзеркальної відповідності. Подальшого розвитку це питання набуло дещо пізніше, коли Філіп Канделас і два його студенти перевірили велику кількість многовидів Калабі — Яу на комп'ютері і виявили, що кожне з них є «дзеркально симетричною парою» для якого-небудь іншого.
Математики зацікавилися дзеркальною симетрією близько 1990 року, коли фізики Філіп Канделас, Ксенія де ла Осса, Пол Грін і Лінда Паркс показали, що з її допомогою можна вирішувати задачі з обчислювальної геометрії, що не піддавалися десятиліттями. Ці результати були представлені на конференції в Берклі в травні 1991-го. Під час цієї конференції було відмічено, що одне з чисел, які отримав Канделас при підрахунку раціональних кривих не збіглося з числом, яке отримали норвезькі математики Гайрі Еллінгсруд і Стейн Арілд Стромме, які використовували, мабуть, більш строгі міркування. Більшість математиків на конференції вважало, що робота Канделаса містила помилку, оскільки базувалася на математично нестрогих судженнях. Однак незабаром Еллінгсруд і Стромме знайшли помилку у своїй комп'ютерній програмі і, виправивши код, отримали відповідь, що збіглася з відповіддю Канделаса і його співавторів.
1990 року Едвард Віттен представив топологічну теорію струн — спрощену версію теорії струн, і фізики показали, що для неї теж є своя дзеркальна симетрія. У посланні до Міжнародного математичного конгресу в 1994 році Максим Концевич представив математичну гіпотезу, яка заснована на виявленому на фізичній мові явищі дзеркальної симетрії в топологічній теорії струн. Ця гіпотеза відома як гіпотеза гомологічної дзеркальної симетрії і формалізує поняття дзеркальної симетрії як твердження про еквівалентність двох похідних категорій: на многовиді Калабі — Яу і похідної , побудованої по дзеркально симетричному многовиду.
Також близько 1995 року Концевич проаналізував роботу Канделаса, яка давала загальну формулу для підрахунку раціональних кривих на , і переформулював ці результати у вигляді строгої математичної гіпотези. 1996 року опублікував роботу, в якій, на думку самого Гівенталя, наведений доказ цієї гіпотези Концевича. Спочатку велика кількість математиків вважали цю роботу надзвичайно незрозумілою, через що сумнівалися в її коректності. Дещо пізніше Ліан, Ліу і Яу в серії робіт незалежно опублікували її доказ. Безвідносно суперечок про те, хто опублікував доказ першим, ці роботи нині широко визнані як математичний доказ результатів, що отримані з використанням дзеркальної симетрії на мові фізиків. У 2000 році і Кумрун Вафа представили фізичний доказ дзеркальної симетрії, засноване на T-дуальності.
Застосування
Обчислювальна геометрія
Дзеркальну симетрію активно застосовують в обчислювальний геометрії — галузі математики, яка цікавиться питаннями виду «скільки існує тих чи інших геометричних конструкцій»; основним інструментом обчислювальної геометрії є техніки, що напрацьовані в алгебраїчній геометрії. Одну з перших задач обчислювальної геометрії поставив приблизно в 200 р. до н. е. давньогрецький математик Аполлоній Пергський. «Скільки кіл на площині торкаються до трьох даних?» — Запитав Аполлоній. Відповідь дав ще сам Аполлоній; вона такий: у випадку, якщо задані три кола, то кіл, що до них торкаються, вісім.
Обчислювальні задачі в математиці — це зазвичай задачі про кількість наявних алгебраїчних многовидів, які визначаються як множини рішень систем поліноміальних рівнянь. Приміром, (див. рисунок) визначається за допомогою деякого полінома (ступеня) трьох від чотирьох змінних. Артур Келі та отримали свого часу чудовий результат — на такій поверхні можна провести рівно 27 прямих.
Узагальнюючи цю задачу, можна запитати себе, скільки прямих можна провести на квінтиці Калабі — Яу (див. рисунок вище). Цю задачу розв'язав , який показав, що існує рівно 2875 таких прямих. 1986 року Шелдон Кац довів, що число коник, які належать цій квінтиці, дорівнює 609250.
До 1991 року більшість класичних проблем обчислювальний геометрії було вирішено і цікавість до обчислювальної геометрії почала вщухати. Як сказав математик Марк Гросс, «Коли класичні задачі були розв'язані, люди зайнялися перевичисленням чисел Шуберта за допомогою сучасних методів, але це не виглядало чимось свіжим.». Фізики Філіп Канделас, Ксенія де ла Осса, Пол Грін і Лінда Паркс вдихнули життя в цю сферу в травні 1991-го, коли показали, що за допомогою дзеркальної симетрії можна підрахувати кількість кривих ступені три на квінтиці, яка є многовидом Калабі — Яу. Канделас і співавтори отримали, що комплексно тривимірні многовиди Калабі — Яу містять рівно 317206375 кривих ступені три.
Крім підрахунку кривих ступені три на тривимірній квінтиці, Канделас і співавтори отримали набагато загальні результати щодо підрахунку раціональних кривих — набагато сильніші, ніж відомі на той момент математикам. Хоча методи, які використав Канделас, ґрунтувалися на нестрогих ідеях з теоретичної фізики, математики змогли довести деякі передбачення дзеркальної симетрії, зроблені на фізичному рівні строгості — зокрема, всі заново отримані результати у сфері обчислювальної геометрії.
У теоретичній фізиці
Крім застосувань у обчислювальній геометрії, дзеркальна симетрія є одним з основних інструментів обчислень у теорії струн. У A-моделі топологічної теорії струн фізично цікаві величини (, які визначають ймовірність тих чи інших процесів взаємодії) виражаються через , яких нескінченно багато і які вкрай складні для обчислення. У B-моделі обчислення можуть бути зведені до класичних інтегралів («періоди») і тому набагато простіші. Користуючись дзеркальною симетрією, можна замість складних обчислень в A-моделі проробляти еквівалентні, але технічно простіші обчислення в B-моделі. Також можна використовувати інші , комбінувати дзеркальну симетрію з ними — з метою виконувати еквівалентні обчислення в тій теорії, де вони найбільш прості. Підбираючи придатну теорію, фізики можуть вираховувати величини, обчислення яких неможливе або вкрай важке без використання дуальності..
За рамками теорії струн дзеркальну симетрію застосовують, щоб зрозуміти аспекти квантової теорії поля, формалізм, за допомогою якого фізики пояснюють поширення і взаємодію елементарних частинок. Деякі , які не є частиною Стандартної моделі, але не менш важливі теоретично, отримуються із струн, що розповсюджуються вздовж майже сингулярних поверхонь. У таких теоріях дзеркальна симетрія є важливою обчислювальною технікою. Справді, за допомогою дзеркальної симетрії можна виконувати обчислення в чотиривимірний калібрувальній теорії, що було вивчено Натаном Зайбергом і Едвардом Віттеном, і про що добре відомо в математиці в контексті .
Підходи
Гомологічна дзеркальна симетрія
У теорії струн спливає поняття брани — об'єкта, що узагальнює поняття частинки (0-мірного об'єкта) до більш високих розмірностей. Так, точкову частинку можна сприймати як брану розмірності 0, струну можна сприймати як брану розмірності 1. Можна розглядати брани вищих розмірностей. Слово «брана» є скороченням від «мембрана», яке іноді вживають для позначення двовимірної поверхні, що є наступним за розмірністю узагальненням точкової частинки після струни.
У теорії струн розглядають відкриті і замкнуті струни. — важливий клас бран, що з'являється при розгляді відкритих струн. Буква «D» у назві D-брана означає граничну умову, яку така брана повинна задовольняти — граничну умову Дирихле. Згідно з цими граничним умовами, кінці відкритої струни повинні перебувати на D-бранах.
Математично Брани можна описати з використанням поняття (категорії). Категорія — це, за визначенням, сутність, що складається з об'єктів і, для кожної пари об'єктів, морфізмів між ними. Об'єкти є математичними структурами (такими як множини, векторні простори, або топологічні простори), а морфізм є віддзеркаленнями між цими структурами. Також можна розглянути категорію, об'єктами в якій будуть D-брани, а морфізмами — стани відкритих струн, що натягнуті між двома різними D-бранами
У B-моделі топологічної теорії струн — комплексні підмноговиди многовид Калабі — Яу з додатковою умовою закріплених на них кінців струни. Категорія, об'єктами якої є такі Брани, відома як похідна категорія когерентних пучків на многовиді Калабі — Яу. В A-моделі D-брани також можна розглядати як підмноговиди многовиду Калабі — Яу. Грубо кажучи, це те, що математики називають спеціальними . Серед іншого, це означає, що їх розмірність дорівнює половині розмірності того простору, куди вони вкладаються і що вони є підмноговидами мінімального об'єму. Категорія, об'єктами якої є ці Брани, називається .
Похідна категорія когерентних пучків будується, використовуючи інструменти . Що стосується A-сторони, то категорія Фукаї явно використовує симплектичну геометрію, галузь математики, що виросла з класичної механіки. Симплектична геометрія вивчає простори, на яких задана симплектична форма — сутність, за допомогою якої можна обчислювати площу в двовимірних ситуаціях.
Гіпотеза гомологічної дзеркальної симетрії, яку проголосив у такій формі Максим Концевич, стверджує, що на деякому многовиді Калабі — Яу еквівалентна похідній категорії Фука на многовиді, що дзеркально симетричне відносно заданого многовиду Калабя — Яу. Ця еквівалентність, мабуть, є точним математичним формулюванням дзеркальної симетрії в топологічній теорії струн. Вона несподіваним чином пов'язує комплексну і симплектичну геометрії.
SYZ-гіпотеза
Інший підхід до розуміння дзеркальної симетрії запропонували Стромінджер, і в 1996 році. Згідно з їх пропозицією, відомою нині як SYZ-гіпотеза, дзеркальну симетрію можна розуміти, розбиваючи вихідне многовид Калабі — Яу на простіші шматки і потім збираючи з них дзеркально симетричне відносно вихідного многовиду Калабі — Яу. Спробуємо пояснити, про що йдеться.
Найпростіший приклад многовиду Калабі — Яу — двовимірний тор (поверхня бублика). Розглянемо нестягувану окружність на поверхні тора, яка містить внутрішню частину бублика (червона окружність на малюнку). Таких кіл на торі нескінченно багато; насправді весь тор можна розуміти як об'єднання таких кіл. Виберемо довільну рожеву окружність на малюнку. Будемо параметризувати точками цієї рожевої окружності червоні — в тому сенсі, що є між точкою рожевої окружності і відповідною червоною окружністю.
Ідею про розбиття тора на шматки, які параметризовані довільним простором, можна узагальнити. Подумаємо про комплексно двовимірні многовиди Калабі — Яу — . Так само, як тор був розкладений на окружності, чотиривимірну K3-поверхню можна розкласти на двовимірний тор і двовимірну сферу. Кожній точці сфери, за винятком двадцяти чотирьох, відповідає двовимірний тор; цим двадцяти чотирьом точкам відповідають тори.
У теорії струн основний інтерес становлять многовид Калабі — Яу комплексної розмірності 3 (відповідно, дійсної розмірності 6). Їх можна представити у вигляді 3-торів (тривимірним узагальненням тора, ), параметризованих тривимірною сферою (тривимірним узагальненням сфери). Кожна точка відповідає 3-тору, за винятком нескінченної кількості «поганих» точок, які утворюють «ґратку» на Калабі — Яу і які відповідають особливим Торам.
За допомогою таких розкладань дзеркальну симетрію можна представляти інтуїтивно. Розглянемо приклад з двовимірним тором. Уявімо собі, що цей тор описує простір-час якоїсь фізичної теорії. Фундаментальним об'єктом такої теорії будуть струни, що поширюються в просторі-часі згідно із законами квантової механіки. Однією з базових дуальностей у теорії струн є T-дуальність, згідно з якою замкнута струна, що поширюється вздовж циліндра радіуса , еквівалентна замкнутій струні, що розповсюджується вздовж циліндра радіуса в тому сенсі, що між усіма спостережуваними в кожному з описів можна встановити взаємнооднозначну відповідність. Наприклад, струна, що розповсюджується, має імпульс, і струна також може намотуватися навколо циліндра деяку кількість разів (див. ). Для імпульсу і кількості намоток при поширенні уздовж циліндра вихідного радіуса, при поширенні вздовж циліндра зворотного радіуса струна матиме імпульс і кількість намоток . Застосування T-дуальності одночасно до всіх кіл, на які ми розбили тор, дає обертання радіусів цих кіл, і ми отримуємо новий тор, який «товщий» або «тонший» від початкового. Цей тор і буде дзеркально симетричним вихідному.
T-дуальність можна розширити до випадку n-мірного тора, який виникає при розкладанні комплексно n-мірного многовиду Калабі — Яу. У загальному випадку SYZ-гіпотеза стверджує наступне: дзеркальна симетрія еквівалентна одночасному застосуванню T-дуальності до цих Торів. У кожному випадку простір — це деякий відбиток, що показує, як з цих торів «зібрати» многовид Калабі — Яу.
Див. також
Примітки
- Доступне введення в теорію струн, наприклад, див. у Гріне, 2000.
- Wald 1984, p. 4
- Zwiebach 2009, p. 8
- Yau and Nadis 2010, Ch. 6
- Цю аналогію наводить, наприклад, Грін, 2000, стр. 186
- Yau and Nadis 2010, p. ix
- Dixon 1988; Lerche, Vafa, and Warner 1989
- Геометрію того чи іншого многовиду Калабі — Яу описують за допомогою (ромба Ходжа) — чисел Ходжа, що записані у вигляді ромба. Ромби Ходжа дзеркально симетричних многовидів переходять один в одного при повороті на 90 градусів. For more information, see Yau and Nadis 2010, p. 160-3.
- Aspinwall et al. 2009, p. 13
- Hori et al. 2003, p. xvi
- Приклади інших дуальності, які виникають у теорії струн — , , (AdS/CFT-відповідність).
- Zaslow 2008, p. 523
- Yau and Nadis 2010, p. 168
- Hori and Vafa 2000
- Witten 1990
- Givental 1996, 1998; Lian, Liu, Yau 1997, 1999, 2000
- Zaslow 2008, p. 531
- Hori et al. 2003, p. xix
- Zaslow 2008, p. 537
- This was first observed in Kikkawa and Yamasaki 1984 and Sakai and Senda 1986.
- Strominger, Yau, and Zaslow 1996
- Candelas et al. 1985
- This was observed in Dixon 1988 and Lerche, Vafa, and Warner 1989.
- Green and Plesser 1990; Yau and Nadis 2010, p. 158
- Candelas, Lynker, and Schimmrigk 1990; Yau and Nadis 2010, p. 163
- Candelas et al. 1991
- Yau and Nadis 2010, p. 165
- Yau and Nadis 2010, pp. 169—170
- Yau and Nadis 2010, p. 170
- Vafa 1992; Witten 1992
- Hori et al. 2003, p. xviii
- Kontsevich 1995a
- Kontsevich 1995b
- Givental 1996, 1998
- Lian, Liu, Yau 1997, 1999a, 1999b, 2000
- Yau and Nadis 2010, p. 172
- Yau and Nadis 2010, p. 166
- Yau and Nadis 2010, p. 167
- Yau and Nadis 2010, p. 169
- Yau and Nadis 2010, p. 171
- Zaslow 2008, pp. 533-4
- Zaslow 2008, sec. 10
- Hori et al. 2003, p. 677
- Hori et al. 2003, p. 679
- Moore 2005, p. 214
- Moore 2005, p. 215
- Aspinwall et al. 2009
- Класична література в галузі теорії категорій — книжка Маклейна 1998 року.
- Zaslow 2008, p. 536
- Aspinwal et al. 2009, p. 575
- Yau and Nadis 2010, p. 175
- Yau and Nadis 2010, pp. 180-1
- Aspinwall et al. 2009, p. 616
- Yau and Nadis 2010, p. 181
- Yau and Nadis 2010, p. 174
- Zaslow 2008, p. 533
- Yau and Nadis 2010, p. 175-6
- Yau and Nadis 2010, pp. 175-7.
- Zaslow 2008, p. 532
- Yau and Nadis 2010, p. 178
- Yau and Nadis 2010, p. 178-9
Література
- Aspinwall, Paul; Bridgeland, Tom; Craw, Alastair; Douglas, Michael; Gross, Mark; Kapustin, Anton; Moore, Gregory; Segal, Graeme; Szendröi, Balázs; Wilson, P.M.H., eds. Dirichlet Branes and Mirror Symmetry. — American Mathematical Society, 2009. — .
- Candelas, Philip; de la Ossa, Xenia; Green, Paul; Parks, Linda. A pair of Calabi–Yau manifolds as an exactly soluble superconformal field theory // Communications in Mathematical Physics. — 2007. — Vol. 276, № 3. — P. 671-689. — Bibcode: 2007CMaPh.276..671W.
- Candelas, Philip; Horowitz, Gary; Strominger, Andrew; Witten, Edward. Vacuum configurations for superstrings // Nuclear Physics B. — 1985. — Vol. 258. — P. 46–74. — Bibcode: 1985NuPhB.258...46C. — DOI:10.1016/0550-3213(85)90602-9.
- Candelas, Philip; Lynker, Monika; Schimmrigk, Rolf. Calabi–Yau manifolds in weighted // Nuclear Physics B. — 1990. — Vol. 341, № 1. — P. 383–402. — Bibcode: 1990NuPhB.341..383C.
- Dixon, Lance. Some world-sheet properties of superstring compactifications, on orbifolds and otherwise // ICTP Ser. Theoret. Phys.. — 1988. — Vol. 4. — P. 67–126.
- Givental, Alexander. Equivariant Gromov-Witten invariants // International Mathematics Research Notices. — 1996. — Vol. 1996, № 13. — P. 613–663. — DOI:10.1155/S1073792896000414.
- Givental, Alexander. A mirror theorem for toric complete intersections // Topological field theory, primitive forms and related topics. — 1998. — P. 141–175. — DOI:10.1007/978-1-4612-0705-4_5.
- Greene, Brian. The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory. — Random House, 2000. — .
- Greene, Brian; Plesser, Ronen. Duality in Calabi–Yau moduli space // Nuclear Physics B. — 1990. — Vol. 338, № 1. — P. 15–37. — Bibcode: 1990NuPhB.338...15G. — DOI:10.1016/0550-3213(90)90622-K.
- Hori, Kentaro; Katz, Sheldon; Klemm, Albrecht; Pandharipande, Rahul; Thomas, Richard; Vafa, Cumrun; Vakil, Ravi; Zaslow, Eric, eds. Mirror Symmetry. — American Mathematical Society, 2003. — . [ 19 вересня 2006 у Wayback Machine.]
- Hori, Kentaro; Vafa, Cumrun. Mirror Symmetry. — 2000. — arXiv:hep-th/0002222.
- Kikkawa, Keiji; Yamasaki, Masami. Casimir effects in superstring theories // Physics Letters B. — 1984. — Vol. 149, № 4. — P. 357–360. — Bibcode: 1984PhLB..149..357K. — DOI:10.1016/0370-2693(84)90423-4.
- Kontsevich, Maxim. Enumeration of Rational Curves Via Torus Actions // The Moduli Space of Curves. — 1995a. — P. 335-368.
- Kontsevich, Maxim. Homological algebra of mirror symmetry // Proceedings of the International Congress of Mathematicians. — P. 120-139. — arXiv:alg-geom/9411018. — Bibcode: 1994alg.geom.11018K.
- Lerche, Wolfgang; Vafa, Cumrun; Warner, Nicholas. Chiral rings in superconformal theories // Nuclear Physics B. — 1989. — Vol. 324, № 2. — P. 427–474. — Bibcode: 1989NuPhB.324..427L. — DOI:10.1016/0550-3213(89)90474-4.
- Lian, Bong; Liu, Kefeng; Yau, Shing-Tung. Mirror principle, I // Asian Journal of Math. — 1997. — Vol. 1. — P. 729–763. — arXiv:alg-geom/9712011. — Bibcode: 1997alg.geom.12011L.
- Lian, Bong; Liu, Kefeng; Yau, Shing-Tung. Mirror principle, II // Asian Journal of Math. — 1999a. — Vol. 3. — P. 109–146. — arXiv:math/9905006. — Bibcode: 1999math......5006L.
- Lian, Bong; Liu, Kefeng; Yau, Shing-Tung. Mirror principle, III // Asian Journal of Math. — 1999b. — Vol. 3. — P. 771–800. — arXiv:math/9912038. — Bibcode: 1999math.....12038L.
- Lian, Bong; Liu, Kefeng; Yau, Shing-Tung. Mirror principle, III // Surveys in Differential Geometry. — 2000. — Vol. 3. — P. 475–496. — arXiv:math/9912038. — Bibcode: 1999math.....12038L.
- Moore, Gregory. What is ... a Brane? // Notices of the AMS. — 2005. — Vol. 52. — P. 214.
- Sakai, Norisuke; Senda, Ikuo. Vacuum energies of string compactified on torus // Progress of Theoretical Physics. — 1986. — Vol. 75, № 3. — P. 692–705. — Bibcode: 1986PThPh..75..692S. — DOI:10.1143/PTP.75.692.
- Strominger, Andrew; Yau, Shing-Tung; Zaslow, Eric. Mirror symmetry is T-duality // Nuclear Physics B. — 1996. — Vol. 479, № 1. — P. 243–259. — arXiv:hep-th/9606040. — Bibcode: 1996NuPhB.479..243S. — DOI:10.1016/0550-3213(96)00434-8.
- Vafa, Cumrun. Topological mirrors and quantum rings // Essays on mirror manifolds. — 1992. — P. 96-119. — arXiv:hep-th/9111017. — Bibcode: 1991hep.th...11017V.
- Witten, Edward. On the structure of the topological phase of two-dimensional gravity // Nuclear Physics B. — 1990. — Vol. 340, № 2-3. — P. 281–332. — Bibcode: 1990NuPhB.340..281W. — DOI:10.1016/0550-3213(90)90449-N.
- Witten, Edward. Mirror manifolds and topological field theory // Essays on mirror manifolds. — 1992. — P. 121-160.
- Yau, Shing-Tung; Nadis, Steve. The Shape of Inner Space: String Theory and the Geometry of the Universe's Hidden Dimensions. — Basic Books, 2010. — .
- Zaslow, Eric. Mirror Symmetry. — In Gowers, Timothy. The Princeton Companion to Mathematics.. — 2008. — .
- Zwiebach, Barton. A First Course in String Theory. — Cambridge University Press, 2009. — .
Подальше читання
Популярно
- Yau, Shing-Tung; Nadis, Steve. The Shape of Inner Space: String Theory and the Geometry of the Universe's Hidden Dimensions. — Basic Books, 2010. — .
- Zaslow, Eric. Physmatics. — 2005. — arXiv:physics/0506153.
- Zaslow, Eric. Mirror Symmetry. — In Gowers, Timothy. The Princeton Companion to Mathematics.. — 2008. — .
Навчальна література
- Aspinwall, Paul; Bridgeland, Tom; Craw, Alastair; Douglas, Michael; Gross, Mark; Kapustin, Anton; Moore, Gregory; Segal, Graeme; Szendröi, Balázs; Wilson, P.M.H., eds. Dirichlet Branes and Mirror Symmetry. — American Mathematical Society, 2009. — .
- Cox, David; Katz, Sheldon. Mirror symmetry and algebraic geometry. — American Mathematical Society, 1999. — .
- Hori, Kentaro; Katz, Sheldon; Klemm, Albrecht; Pandharipande, Rahul; Thomas, Richard; Vafa, Cumrun; Vakil, Ravi; Zaslow, Eric, eds. Mirror Symmetry. — American Mathematical Society, 2003. — . [ 19 вересня 2006 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
V matematici i teoretichnij fizici dzerkalnoyu simetriyeyu nazivayetsya ekvivalentnist mnogovidiv Kalabi Yau v nastupnomu sensi Dva mnogovidi Kalabi Yau mozhut buti absolyutno riznimi geometrichno ale davati odnakovu fiziku elementarnih chastinok pri vikoristanni yih yak zgornutih dodatkovih rozmirnostej teoriyi strun Sami taki mnogovidi nazivayut dzerkalno simetrichnimi Dzerkalna simetriya bula spochatku viyavlena fizikami Matematiki zacikavilisya cim yavishem blizko 1990 roku koli Filip Kandelas Kseniya de la Ossa Pol Grin i Linda Parks pokazali sho dzerkalnu simetriyu mozhna vikoristovuvati yak instrument v obchislyuvalnij geometriyi rozdili matematiki sho zajmayetsya pidrahunkom kilkosti vidpovidej na ti chi inshi geometrichni pitannya Kandelas i spivavtori pokazali sho dzerkalna simetriya mozhe buti vikoristana dlya pidrahunku chisla racionalnih krivih na mnogovidi Kalabi Yau Cya zadacha dovgij chas zalishalas nerozv yazanoyu Nezvazhayuchi na te sho pervinnij pidhid do dzerkalnoyi simetriyi bazuvavsya na ideyah sformulovanih na fizichnomu rivni matematiki zmogli strogo dovesti deyaki z tverdzhen yaki buli peredbacheni fizikami Zaraz dzerkalna simetriya ye odniyeyu z najbilsh mejnstrimovih oblastej doslidzhen v oblasti chistoyi matematiki i matematiki pracyuyut nad rozvitkom matematichnogo rozuminnya cogo zasnovanogo na fizichnij intuyiciyi yavisha Krim togo dzerkalna simetriya ye osnovnim instrumentom obchislen u teoriyi strun takozh vona vikoristovuvalasya dlya rozuminnya detalej kvantovoyi teoriyi polya formalizmu za dopomogoyu yakogo fiziki opisuyut elementarni chastinki Osnovni pidhodi do dzerkalnoyi simetriyi vklyuchayut v sebe programu gomologichnoyi dzerkalnoyi simetriyi Maksima Koncevicha i en Stromindzhera Yau i en OglyadStruni i kompaktifikaciya Dokladnishe Teoriya strun ta Teoriya strun kompaktifikaciya Fundamentalnimi ob yektami teoriyi strun ye vidkriti i zamknuti struni Teoriya strun teoriya v yakij fundamentalnimi ob yektami ye ne tochkovi chastinki a odnomirni ob yekti zvani strunami Struni buvayut vidkriti i zamknuti vidkriti viglyadayut yak vidrizki zamknuti yak petli Teoriya strun zajmayetsya opisom togo yak ci fundamentalni ob yekti struni poshiryuyutsya v prostori i vzayemodiyut odna z odnoyu Na vidstanyah bilshih nizh dovzhina Planka struna viglyadaye yak tochkova chastinka zi svoyimi masoyu zaryadom ta inshimi vlastivostyami zalezhnimi vid kolivalnoyi modi struni Rozsheplennya j rekombinaciya strun vidpovidayut vipuskannyu i poglinannyu chastinok takim chinom u nas ye strunna mova yakoyu opisuyetsya vzayemodiya chastinok Mizh svitom yakij opisuyetsya teoriyeyu strun i svitom z yakim mi stikayemosya v povsyakdennosti ye istotna riznicya U zvichajnomu zhitti mi sposterigayemo tri prostorovi vimiri vgoru vniz nalivo napravo i vpered nazad i odne chasove ranishe piznishe Takim chinom movoyu suchasnoyi fiziki prostir chas ye chotirivimirnim Odniyeyu z osoblivostej teoriyi strun ye toj fakt sho dlya yiyi samouzgodzhenosti potribni dodatkovi vimiri prostoru chasu U teoriyi superstrun versiyi teoriyi strun yaka vklyuchaye v sebe supersimetriyu potribno shist dodatkovih rozmirnostej prostoru chasu na dodachu do zvichnih chotiroh Odna z cilej potochnih doslidzhen v oblasti teoriyi strun rozvinuti modeli v yakih struni opisuvali b povedinku chastinok sho sposterigayetsya v eksperimentah fiziki visokih energij Svit v yakomu mi sposterigayemo chastinki zdayetsya nam chotirivimirnim Takim chinom neobhidno vibrati sposib redukciyi do chotiroh vimiriv na zvichnih nam vidstanyah U najrealistichnishih teoriyah ce dosyagayetsya shlyahom procesu kompaktifikaciyi v yakomu dodatkovi vimiri zamikayutsya sami na sebe v kola Yaksho ci zgornuti dodatkovi vimiri viyavlyayutsya duzhe malimi nam bude zdavatisya sho prostir chas v takij teoriyi maye menshu kilkist vimiriv Standartna analogiya tut sadovij shlang Yaksho divitisya na sadovij shlang z dosit velikoyi vidstani vin spravlyaye vrazhennya odnovimirnogo ob yekta Vodnochas yaksho do nogo nablizitisya bude vidno i drugij vimir yakij vidpovidaye kolu Tak muraha sho povze po poverhni shlanga naspravdi peresuvayetsya u dvoh vimirah a ne v odnomu Mnogovidi Kalabi Yau Dokladnishe Trivimirna proyekciya kvintiki Za dopomogoyu mozhna peretvoryuvati otrimuvani teoretichno bagatovimirni prostori v efektivno chotirivimirni Odnak ne kozhen sposib kompaktifikaciyi privodit do chotirivimirnogo prostoru yakij mig bi opisuvati nash svit Mozhna prijti do rezultatu sho kompaktni dodatkovi rozmirnosti povinni mati formu Mnogovid Kalabi Yau zazvichaj kompleksno trivimirne prostir golovnoyu vlastivistyu yakogo ye trivialnist Vono nazvane na chest yakij sformulyuvav gipotezu pro isnuvannya ta yedinosti vidpovidnoyi metriki i yakij yiyi doviv Pislya togo yak mnogovidi Kalabi Yau uvijshli u fiziku yak sposib kompaktifikuvati zajvi vimiri fiziki pochali yih intensivno vivchati Naprikinci 80 h ta inshi pomitili sho za otrimuvanim chotirivimirnim prostorom nemozhlivo odnoznachno vidnoviti mnogovid Kalabi Yau za dopomogoyu yakogo provodili kompaktifikaciyu Zamist cogo dvi rizni teoriyi strun teoriya strun tipu IIA i teoriya strun tipu IIB mozhut buti skompaktifikovani za dopomogoyu absolyutno riznih mnogovidiv Kalabi Yau takim chinom sho ce privede do odniyeyi j tiyeyi samoyi fiziki Taki dva mnogovidi Kalabi Yau nazivayutsya dzerkalno simetrichnimi i vidpovidnist mizh dvoma vihidnimi teoriyami strun tochnishe konformnimi teoriyami polya yakimi voni opisuyutsya nazivayetsya dzerkalnoyu simetriyeyu Dzerkalna simetriya okremij vipadok togo sho fiziki nazivayut Dualnostyami nazivayutsya situaciyi koli dvi rizni fizichni teoriyi viyavlyayutsya netrivialnim sposobom ekvivalentnimi Yaksho mozhna zrobiti take peretvorennya sho rivnyannya odniyeyi teoriyi zbigayutsya z rivnyannyami inshoyi teoriyi to dvi taki teoriyi nazivayut dualnimi stosovno cogo peretvorennya Mozhna skazati po inshomu dvi dualni teoriyi ye matematichno riznimi opisami odnogo i togo samogo yavisha Taki dualnosti chasto vinikayut u suchasnij fizici osoblivo v teoriyi strun Bezvidnosno do togo chi mayut stosunok kompaktifikaciyi teoriyi strun za dopomogoyu mnogovidiv Kalabi Yau do realnogo svitu isnuvannya dzerkalnoyi simetriyi maye suttyevi matematichni naslidki Mnogovidi Kalabi Yau ye ob yektom vivchennya chistoyi matematiki i za dopomogoyu dzerkalnoyi simetriyi dozvolyayut matematikam virishuvati zavdannya obchislyuvalnij algebrayichnoyi geometriyi Tipova zadacha obchislyuvalnij geometriyi pidrahuvati chislo na mnogovidi Kalabi Yau napriklad na takomu yake zobrazhene vishe Koristuyuchis dzerkalnoyu simetriyeyu matematiki pokazali sho u ciyeyi zadachi ye ekvivalentna yij dlya dzerkalno simetrichnogo mnogovidu yaku prostishe rozv yazati Fiziki otrimali dzerkalnu simetriyu ne vdayuchis do matematichnih mirkuvan Vodnochas matematikiv zazvichaj cikavlyat matematichno strogi dokazi dokazi v yakih nemaye miscya fizichnij intuyiciyi Z matematichnoyi tochki zoru opisana vishe versiya dzerkalnoyi simetriyi ye vse she pripushennyam ale isnuye insha versiya dzerkalnoyi simetriyi versiya sho pov yazana z sproshenoyu teoriyeyu strun yaku vviv Vitten i strogo doveli matematii Movoyu topologichnoyi teoriyi strun dzerkalna simetriya ce tverdzhennya pro ekvivalentnist ta voni ekvivalentni v tomu sensi sho pov yazani dualnistyu Nini matematiki aktivno pracyuyut nad rozvitkom matematichnogo rozuminnya dzerkalnoyi simetriyi yaku viyavili fiziki u viglyadi movi yakoyu zruchnishe dumati fizikam Zokrema matematiki poki sho ne cilkom rozumiyut yak buduvati novi prikladi dzerkalno simetrichnih mnogovidiv Kalabi Yau popri pevnij progres u cij galuzi IstoriyaVitoki dzerkalnoyi simetriyi slid shukati v seredini 1980 h koli pomitili sho zamknuta struna yaka rozpovsyudzhuyetsya po kolu radiusa R displaystyle R fizichno ekvivalentna zamknutij struni sho rozpovsyudzhuyetsya po kolu radiusa 1 R displaystyle 1 R v deyakij sistemi odinic Ce yavishe nazivayetsya i tisno pov yazane z dzerkalnoyu simetriyeyu U statti 1985 roku Kandelas Gorovic Stromindzher i Vitten pokazali sho kompaktifikuyuchi teoriyu strun mnogovidom Kalabi Yau mozhna oderzhati teoriyu shozhu na standartnu model fiziki chastinok Jduchi za cim mirkuvannyam fiziki pochali vivchati kompaktifikaciyi mnogovidiv Kalabi Yau spodivayuchis pobuduvati fiziku chastinok sho opisuye realnij svit yaka bula b naslidkom teoriyi strun ta inshi pomitili sho za ciyeyu modellyu chotirivimirnoyi fiziki chastinok mozhna odnoznachno vidnoviti mnogovid Kalabi Yau za dopomogoyu yakogo vidbuvalasya kompaktifikaciya Zamist cogo ye dva mnogovidi Kalabi Yau yaki privodyat do odnakovih chotirivimirnih teorij fiziki chastinok Vivchayuchi vidpovidnosti mizh mnogovidami Kalabi Yau i viznachenimi konformnimi teoriyami polya i Ronen Plesser znajshli netrivialni prikladi dzerkalnoyi vidpovidnosti Podalshogo rozvitku ce pitannya nabulo desho piznishe koli Filip Kandelas i dva jogo studenti perevirili veliku kilkist mnogovidiv Kalabi Yau na komp yuteri i viyavili sho kozhne z nih ye dzerkalno simetrichnoyu paroyu dlya yakogo nebud inshogo Matematiki zacikavilisya dzerkalnoyu simetriyeyu blizko 1990 roku koli fiziki Filip Kandelas Kseniya de la Ossa Pol Grin i Linda Parks pokazali sho z yiyi dopomogoyu mozhna virishuvati zadachi z obchislyuvalnoyi geometriyi sho ne piddavalisya desyatilittyami Ci rezultati buli predstavleni na konferenciyi v Berkli v travni 1991 go Pid chas ciyeyi konferenciyi bulo vidmicheno sho odne z chisel yaki otrimav Kandelas pri pidrahunku racionalnih krivih ne zbiglosya z chislom yake otrimali norvezki matematiki Gajri Ellingsrud i Stejn Arild Stromme yaki vikoristovuvali mabut bilsh strogi mirkuvannya Bilshist matematikiv na konferenciyi vvazhalo sho robota Kandelasa mistila pomilku oskilki bazuvalasya na matematichno nestrogih sudzhennyah Odnak nezabarom Ellingsrud i Stromme znajshli pomilku u svoyij komp yuternij programi i vipravivshi kod otrimali vidpovid sho zbiglasya z vidpoviddyu Kandelasa i jogo spivavtoriv 1990 roku Edvard Vitten predstaviv topologichnu teoriyu strun sproshenu versiyu teoriyi strun i fiziki pokazali sho dlya neyi tezh ye svoya dzerkalna simetriya U poslanni do Mizhnarodnogo matematichnogo kongresu v 1994 roci Maksim Koncevich predstaviv matematichnu gipotezu yaka zasnovana na viyavlenomu na fizichnij movi yavishi dzerkalnoyi simetriyi v topologichnij teoriyi strun Cya gipoteza vidoma yak gipoteza gomologichnoyi dzerkalnoyi simetriyi i formalizuye ponyattya dzerkalnoyi simetriyi yak tverdzhennya pro ekvivalentnist dvoh pohidnih kategorij na mnogovidi Kalabi Yau i pohidnoyi pobudovanoyi po dzerkalno simetrichnomu mnogovidu Takozh blizko 1995 roku Koncevich proanalizuvav robotu Kandelasa yaka davala zagalnu formulu dlya pidrahunku racionalnih krivih na i pereformulyuvav ci rezultati u viglyadi strogoyi matematichnoyi gipotezi 1996 roku opublikuvav robotu v yakij na dumku samogo Giventalya navedenij dokaz ciyeyi gipotezi Koncevicha Spochatku velika kilkist matematikiv vvazhali cyu robotu nadzvichajno nezrozumiloyu cherez sho sumnivalisya v yiyi korektnosti Desho piznishe Lian Liu i Yau v seriyi robit nezalezhno opublikuvali yiyi dokaz Bezvidnosno superechok pro te hto opublikuvav dokaz pershim ci roboti nini shiroko viznani yak matematichnij dokaz rezultativ sho otrimani z vikoristannyam dzerkalnoyi simetriyi na movi fizikiv U 2000 roci i Kumrun Vafa predstavili fizichnij dokaz dzerkalnoyi simetriyi zasnovane na T dualnosti ZastosuvannyaObchislyuvalna geometriya Dokladnishe Obchislyuvalna geometriya Zadacha Apolloniya rivno visim kolorovih kil torkayutsya do troh chornih Dzerkalnu simetriyu aktivno zastosovuyut v obchislyuvalnij geometriyi galuzi matematiki yaka cikavitsya pitannyami vidu skilki isnuye tih chi inshih geometrichnih konstrukcij osnovnim instrumentom obchislyuvalnoyi geometriyi ye tehniki sho napracovani v algebrayichnij geometriyi Odnu z pershih zadach obchislyuvalnoyi geometriyi postaviv priblizno v 200 r do n e davnogreckij matematik Apollonij Pergskij Skilki kil na ploshini torkayutsya do troh danih Zapitav Apollonij Vidpovid dav she sam Apollonij vona takij u vipadku yaksho zadani tri kola to kil sho do nih torkayutsya visim Obchislyuvalni zadachi v matematici ce zazvichaj zadachi pro kilkist nayavnih algebrayichnih mnogovidiv yaki viznachayutsya yak mnozhini rishen sistem polinomialnih rivnyan Primirom div risunok viznachayetsya za dopomogoyu deyakogo polinoma stupenya troh vid chotiroh zminnih Artur Keli ta otrimali svogo chasu chudovij rezultat na takij poverhni mozhna provesti rivno 27 pryamih Uzagalnyuyuchi cyu zadachu mozhna zapitati sebe skilki pryamih mozhna provesti na kvintici Kalabi Yau div risunok vishe Cyu zadachu rozv yazav yakij pokazav sho isnuye rivno 2875 takih pryamih 1986 roku Sheldon Kac doviv sho chislo konik yaki nalezhat cij kvintici dorivnyuye 609250 Do 1991 roku bilshist klasichnih problem obchislyuvalnij geometriyi bulo virisheno i cikavist do obchislyuvalnoyi geometriyi pochala vshuhati Yak skazav matematik Mark Gross Koli klasichni zadachi buli rozv yazani lyudi zajnyalisya perevichislennyam chisel Shuberta za dopomogoyu suchasnih metodiv ale ce ne viglyadalo chimos svizhim Fiziki Filip Kandelas Kseniya de la Ossa Pol Grin i Linda Parks vdihnuli zhittya v cyu sferu v travni 1991 go koli pokazali sho za dopomogoyu dzerkalnoyi simetriyi mozhna pidrahuvati kilkist krivih stupeni tri na kvintici yaka ye mnogovidom Kalabi Yau Kandelas i spivavtori otrimali sho kompleksno trivimirni mnogovidi Kalabi Yau mistyat rivno 317206375 krivih stupeni tri Krim pidrahunku krivih stupeni tri na trivimirnij kvintici Kandelas i spivavtori otrimali nabagato zagalni rezultati shodo pidrahunku racionalnih krivih nabagato silnishi nizh vidomi na toj moment matematikam Hocha metodi yaki vikoristav Kandelas gruntuvalisya na nestrogih ideyah z teoretichnoyi fiziki matematiki zmogli dovesti deyaki peredbachennya dzerkalnoyi simetriyi zrobleni na fizichnomu rivni strogosti zokrema vsi zanovo otrimani rezultati u sferi obchislyuvalnoyi geometriyi U teoretichnij fizici Krim zastosuvan u obchislyuvalnij geometriyi dzerkalna simetriya ye odnim z osnovnih instrumentiv obchislen u teoriyi strun U A modeli topologichnoyi teoriyi strun fizichno cikavi velichini yaki viznachayut jmovirnist tih chi inshih procesiv vzayemodiyi virazhayutsya cherez yakih neskinchenno bagato i yaki vkraj skladni dlya obchislennya U B modeli obchislennya mozhut buti zvedeni do klasichnih integraliv periodi i tomu nabagato prostishi Koristuyuchis dzerkalnoyu simetriyeyu mozhna zamist skladnih obchislen v A modeli proroblyati ekvivalentni ale tehnichno prostishi obchislennya v B modeli Takozh mozhna vikoristovuvati inshi kombinuvati dzerkalnu simetriyu z nimi z metoyu vikonuvati ekvivalentni obchislennya v tij teoriyi de voni najbilsh prosti Pidbirayuchi pridatnu teoriyu fiziki mozhut virahovuvati velichini obchislennya yakih nemozhlive abo vkraj vazhke bez vikoristannya dualnosti Za ramkami teoriyi strun dzerkalnu simetriyu zastosovuyut shob zrozumiti aspekti kvantovoyi teoriyi polya formalizm za dopomogoyu yakogo fiziki poyasnyuyut poshirennya i vzayemodiyu elementarnih chastinok Deyaki yaki ne ye chastinoyu Standartnoyi modeli ale ne mensh vazhlivi teoretichno otrimuyutsya iz strun sho rozpovsyudzhuyutsya vzdovzh majzhe singulyarnih poverhon U takih teoriyah dzerkalna simetriya ye vazhlivoyu obchislyuvalnoyu tehnikoyu Spravdi za dopomogoyu dzerkalnoyi simetriyi mozhna vikonuvati obchislennya v chotirivimirnij kalibruvalnij teoriyi sho bulo vivcheno Natanom Zajbergom i Edvardom Vittenom i pro sho dobre vidomo v matematici v konteksti PidhodiGomologichna dzerkalna simetriya Dokladnishe Gomologichna dzerkalna simetriya Vidkrita struna priyednana do pari takozh zobrazheno kilka zamknutih strun U teoriyi strun splivaye ponyattya brani ob yekta sho uzagalnyuye ponyattya chastinki 0 mirnogo ob yekta do bilsh visokih rozmirnostej Tak tochkovu chastinku mozhna sprijmati yak branu rozmirnosti 0 strunu mozhna sprijmati yak branu rozmirnosti 1 Mozhna rozglyadati brani vishih rozmirnostej Slovo brana ye skorochennyam vid membrana yake inodi vzhivayut dlya poznachennya dvovimirnoyi poverhni sho ye nastupnim za rozmirnistyu uzagalnennyam tochkovoyi chastinki pislya struni U teoriyi strun rozglyadayut vidkriti i zamknuti struni vazhlivij klas bran sho z yavlyayetsya pri rozglyadi vidkritih strun Bukva D u nazvi D brana oznachaye granichnu umovu yaku taka brana povinna zadovolnyati granichnu umovu Dirihle Zgidno z cimi granichnim umovami kinci vidkritoyi struni povinni perebuvati na D branah Matematichno Brani mozhna opisati z vikoristannyam ponyattya kategoriyi Kategoriya ce za viznachennyam sutnist sho skladayetsya z ob yektiv i dlya kozhnoyi pari ob yektiv morfizmiv mizh nimi Ob yekti ye matematichnimi strukturami takimi yak mnozhini vektorni prostori abo topologichni prostori a morfizm ye viddzerkalennyami mizh cimi strukturami Takozh mozhna rozglyanuti kategoriyu ob yektami v yakij budut D brani a morfizmami stani vidkritih strun sho natyagnuti mizh dvoma riznimi D branami U B modeli topologichnoyi teoriyi strun kompleksni pidmnogovidi mnogovid Kalabi Yau z dodatkovoyu umovoyu zakriplenih na nih kinciv struni Kategoriya ob yektami yakoyi ye taki Brani vidoma yak pohidna kategoriya kogerentnih puchkiv na mnogovidi Kalabi Yau V A modeli D brani takozh mozhna rozglyadati yak pidmnogovidi mnogovidu Kalabi Yau Grubo kazhuchi ce te sho matematiki nazivayut specialnimi Sered inshogo ce oznachaye sho yih rozmirnist dorivnyuye polovini rozmirnosti togo prostoru kudi voni vkladayutsya i sho voni ye pidmnogovidami minimalnogo ob yemu Kategoriya ob yektami yakoyi ye ci Brani nazivayetsya Pohidna kategoriya kogerentnih puchkiv buduyetsya vikoristovuyuchi instrumenti Sho stosuyetsya A storoni to kategoriya Fukayi yavno vikoristovuye simplektichnu geometriyu galuz matematiki sho virosla z klasichnoyi mehaniki Simplektichna geometriya vivchaye prostori na yakih zadana simplektichna forma sutnist za dopomogoyu yakoyi mozhna obchislyuvati ploshu v dvovimirnih situaciyah Gipoteza gomologichnoyi dzerkalnoyi simetriyi yaku progolosiv u takij formi Maksim Koncevich stverdzhuye sho na deyakomu mnogovidi Kalabi Yau ekvivalentna pohidnij kategoriyi Fuka na mnogovidi sho dzerkalno simetrichne vidnosno zadanogo mnogovidu Kalabya Yau Cya ekvivalentnist mabut ye tochnim matematichnim formulyuvannyam dzerkalnoyi simetriyi v topologichnij teoriyi strun Vona nespodivanim chinom pov yazuye kompleksnu i simplektichnu geometriyi SYZ gipoteza Dokladnishe Tor mozhna rozumiti yak ob yednannya neskinchenno velikoyi kilkosti chervonih kil Dlya kozhnoyi tochki rozhevoyi okruzhnosti ye tilki odna vidpovidna yij chervona Inshij pidhid do rozuminnya dzerkalnoyi simetriyi zaproponuvali Stromindzher i v 1996 roci Zgidno z yih propoziciyeyu vidomoyu nini yak SYZ gipoteza dzerkalnu simetriyu mozhna rozumiti rozbivayuchi vihidne mnogovid Kalabi Yau na prostishi shmatki i potim zbirayuchi z nih dzerkalno simetrichne vidnosno vihidnogo mnogovidu Kalabi Yau Sprobuyemo poyasniti pro sho jdetsya Najprostishij priklad mnogovidu Kalabi Yau dvovimirnij tor poverhnya bublika Rozglyanemo nestyaguvanu okruzhnist na poverhni tora yaka mistit vnutrishnyu chastinu bublika chervona okruzhnist na malyunku Takih kil na tori neskinchenno bagato naspravdi ves tor mozhna rozumiti yak ob yednannya takih kil Viberemo dovilnu rozhevu okruzhnist B displaystyle B na malyunku Budemo parametrizuvati tochkami ciyeyi rozhevoyi okruzhnosti chervoni v tomu sensi sho ye mizh tochkoyu rozhevoyi okruzhnosti i vidpovidnoyu chervonoyu okruzhnistyu Ideyu pro rozbittya tora na shmatki yaki parametrizovani dovilnim prostorom mozhna uzagalniti Podumayemo pro kompleksno dvovimirni mnogovidi Kalabi Yau Tak samo yak tor buv rozkladenij na okruzhnosti chotirivimirnu K3 poverhnyu mozhna rozklasti na dvovimirnij tor i dvovimirnu sferu Kozhnij tochci sferi za vinyatkom dvadcyati chotiroh vidpovidaye dvovimirnij tor cim dvadcyati chotirom tochkam vidpovidayut tori U teoriyi strun osnovnij interes stanovlyat mnogovid Kalabi Yau kompleksnoyi rozmirnosti 3 vidpovidno dijsnoyi rozmirnosti 6 Yih mozhna predstaviti u viglyadi 3 toriv trivimirnim uzagalnennyam tora T 3 S 1 S 1 S 1 displaystyle mathbb T 3 cong S 1 times S 1 times S 1 parametrizovanih trivimirnoyu sferoyu B displaystyle B trivimirnim uzagalnennyam sferi Kozhna tochka B displaystyle B vidpovidaye 3 toru za vinyatkom neskinchennoyi kilkosti poganih tochok yaki utvoryuyut gratku na Kalabi Yau i yaki vidpovidayut osoblivim Toram Za dopomogoyu takih rozkladan dzerkalnu simetriyu mozhna predstavlyati intuyitivno Rozglyanemo priklad z dvovimirnim torom Uyavimo sobi sho cej tor opisuye prostir chas yakoyis fizichnoyi teoriyi Fundamentalnim ob yektom takoyi teoriyi budut struni sho poshiryuyutsya v prostori chasi zgidno iz zakonami kvantovoyi mehaniki Odniyeyu z bazovih dualnostej u teoriyi strun ye T dualnist zgidno z yakoyu zamknuta struna sho poshiryuyetsya vzdovzh cilindra radiusa R displaystyle R ekvivalentna zamknutij struni sho rozpovsyudzhuyetsya vzdovzh cilindra radiusa 1 R displaystyle 1 R v tomu sensi sho mizh usima sposterezhuvanimi v kozhnomu z opisiv mozhna vstanoviti vzayemnoodnoznachnu vidpovidnist Napriklad struna sho rozpovsyudzhuyetsya maye impuls i struna takozh mozhe namotuvatisya navkolo cilindra deyaku kilkist raziv div Dlya impulsu p displaystyle p i kilkosti namotok n displaystyle n pri poshirenni uzdovzh cilindra vihidnogo radiusa pri poshirenni vzdovzh cilindra zvorotnogo radiusa struna matime impuls n displaystyle n i kilkist namotok p displaystyle p Zastosuvannya T dualnosti odnochasno do vsih kil na yaki mi rozbili tor daye obertannya radiusiv cih kil i mi otrimuyemo novij tor yakij tovshij abo tonshij vid pochatkovogo Cej tor i bude dzerkalno simetrichnim vihidnomu T dualnist mozhna rozshiriti do vipadku n mirnogo tora yakij vinikaye pri rozkladanni kompleksno n mirnogo mnogovidu Kalabi Yau U zagalnomu vipadku SYZ gipoteza stverdzhuye nastupne dzerkalna simetriya ekvivalentna odnochasnomu zastosuvannyu T dualnosti do cih Toriv U kozhnomu vipadku prostir B displaystyle B ce deyakij vidbitok sho pokazuye yak z cih toriv zibrati mnogovid Kalabi Yau Div takozhGomologichna dzerkalna simetriyaPrimitkiDostupne vvedennya v teoriyu strun napriklad div u Grine 2000 Wald 1984 p 4 Zwiebach 2009 p 8 Yau and Nadis 2010 Ch 6 Cyu analogiyu navodit napriklad Grin 2000 str 186 Yau and Nadis 2010 p ix Dixon 1988 Lerche Vafa and Warner 1989 Geometriyu togo chi inshogo mnogovidu Kalabi Yau opisuyut za dopomogoyu romba Hodzha chisel Hodzha sho zapisani u viglyadi romba Rombi Hodzha dzerkalno simetrichnih mnogovidiv perehodyat odin v odnogo pri povoroti na 90 gradusiv For more information see Yau and Nadis 2010 p 160 3 Aspinwall et al 2009 p 13 Hori et al 2003 p xvi Prikladi inshih dualnosti yaki vinikayut u teoriyi strun AdS CFT vidpovidnist Zaslow 2008 p 523 Yau and Nadis 2010 p 168 Hori and Vafa 2000 Witten 1990 Givental 1996 1998 Lian Liu Yau 1997 1999 2000 Zaslow 2008 p 531 Hori et al 2003 p xix Zaslow 2008 p 537 This was first observed in Kikkawa and Yamasaki 1984 and Sakai and Senda 1986 Strominger Yau and Zaslow 1996 Candelas et al 1985 This was observed in Dixon 1988 and Lerche Vafa and Warner 1989 Green and Plesser 1990 Yau and Nadis 2010 p 158 Candelas Lynker and Schimmrigk 1990 Yau and Nadis 2010 p 163 Candelas et al 1991 Yau and Nadis 2010 p 165 Yau and Nadis 2010 pp 169 170 Yau and Nadis 2010 p 170 Vafa 1992 Witten 1992 Hori et al 2003 p xviii Kontsevich 1995a Kontsevich 1995b Givental 1996 1998 Lian Liu Yau 1997 1999a 1999b 2000 Yau and Nadis 2010 p 172 Yau and Nadis 2010 p 166 Yau and Nadis 2010 p 167 Yau and Nadis 2010 p 169 Yau and Nadis 2010 p 171 Zaslow 2008 pp 533 4 Zaslow 2008 sec 10 Hori et al 2003 p 677 Hori et al 2003 p 679 Moore 2005 p 214 Moore 2005 p 215 Aspinwall et al 2009 Klasichna literatura v galuzi teoriyi kategorij knizhka Maklejna 1998 roku Zaslow 2008 p 536 Aspinwal et al 2009 p 575 Yau and Nadis 2010 p 175 Yau and Nadis 2010 pp 180 1 Aspinwall et al 2009 p 616 Yau and Nadis 2010 p 181 Yau and Nadis 2010 p 174 Zaslow 2008 p 533 Yau and Nadis 2010 p 175 6 Yau and Nadis 2010 pp 175 7 Zaslow 2008 p 532 Yau and Nadis 2010 p 178 Yau and Nadis 2010 p 178 9LiteraturaAspinwall Paul Bridgeland Tom Craw Alastair Douglas Michael Gross Mark Kapustin Anton Moore Gregory Segal Graeme Szendroi Balazs Wilson P M H eds Dirichlet Branes and Mirror Symmetry American Mathematical Society 2009 ISBN 978 0 8218 3848 8 Candelas Philip de la Ossa Xenia Green Paul Parks Linda A pair of Calabi Yau manifolds as an exactly soluble superconformal field theory Communications in Mathematical Physics 2007 Vol 276 3 P 671 689 Bibcode 2007CMaPh 276 671W Candelas Philip Horowitz Gary Strominger Andrew Witten Edward Vacuum configurations for superstrings Nuclear Physics B 1985 Vol 258 P 46 74 Bibcode 1985NuPhB 258 46C DOI 10 1016 0550 3213 85 90602 9 Candelas Philip Lynker Monika Schimmrigk Rolf Calabi Yau manifolds in weighted P 4 displaystyle mathbb P 4 Nuclear Physics B 1990 Vol 341 1 P 383 402 Bibcode 1990NuPhB 341 383C Dixon Lance Some world sheet properties of superstring compactifications on orbifolds and otherwise ICTP Ser Theoret Phys 1988 Vol 4 P 67 126 Givental Alexander Equivariant Gromov Witten invariants International Mathematics Research Notices 1996 Vol 1996 13 P 613 663 DOI 10 1155 S1073792896000414 Givental Alexander A mirror theorem for toric complete intersections Topological field theory primitive forms and related topics 1998 P 141 175 DOI 10 1007 978 1 4612 0705 4 5 Greene Brian The Elegant Universe Superstrings Hidden Dimensions and the Quest for the Ultimate Theory Random House 2000 ISBN 978 0 9650888 0 0 Greene Brian Plesser Ronen Duality in Calabi Yau moduli space Nuclear Physics B 1990 Vol 338 1 P 15 37 Bibcode 1990NuPhB 338 15G DOI 10 1016 0550 3213 90 90622 K Hori Kentaro Katz Sheldon Klemm Albrecht Pandharipande Rahul Thomas Richard Vafa Cumrun Vakil Ravi Zaslow Eric eds Mirror Symmetry American Mathematical Society 2003 ISBN 0 8218 2955 6 19 veresnya 2006 u Wayback Machine Hori Kentaro Vafa Cumrun Mirror Symmetry 2000 arXiv hep th 0002222 Kikkawa Keiji Yamasaki Masami Casimir effects in superstring theories Physics Letters B 1984 Vol 149 4 P 357 360 Bibcode 1984PhLB 149 357K DOI 10 1016 0370 2693 84 90423 4 Kontsevich Maxim Enumeration of Rational Curves Via Torus Actions The Moduli Space of Curves 1995a P 335 368 Kontsevich Maxim Homological algebra of mirror symmetry Proceedings of the International Congress of Mathematicians P 120 139 arXiv alg geom 9411018 Bibcode 1994alg geom 11018K Lerche Wolfgang Vafa Cumrun Warner Nicholas Chiral rings in N 2 displaystyle N 2 superconformal theories Nuclear Physics B 1989 Vol 324 2 P 427 474 Bibcode 1989NuPhB 324 427L DOI 10 1016 0550 3213 89 90474 4 Lian Bong Liu Kefeng Yau Shing Tung Mirror principle I Asian Journal of Math 1997 Vol 1 P 729 763 arXiv alg geom 9712011 Bibcode 1997alg geom 12011L Lian Bong Liu Kefeng Yau Shing Tung Mirror principle II Asian Journal of Math 1999a Vol 3 P 109 146 arXiv math 9905006 Bibcode 1999math 5006L Lian Bong Liu Kefeng Yau Shing Tung Mirror principle III Asian Journal of Math 1999b Vol 3 P 771 800 arXiv math 9912038 Bibcode 1999math 12038L Lian Bong Liu Kefeng Yau Shing Tung Mirror principle III Surveys in Differential Geometry 2000 Vol 3 P 475 496 arXiv math 9912038 Bibcode 1999math 12038L Moore Gregory What is a Brane Notices of the AMS 2005 Vol 52 P 214 Sakai Norisuke Senda Ikuo Vacuum energies of string compactified on torus Progress of Theoretical Physics 1986 Vol 75 3 P 692 705 Bibcode 1986PThPh 75 692S DOI 10 1143 PTP 75 692 Strominger Andrew Yau Shing Tung Zaslow Eric Mirror symmetry is T duality Nuclear Physics B 1996 Vol 479 1 P 243 259 arXiv hep th 9606040 Bibcode 1996NuPhB 479 243S DOI 10 1016 0550 3213 96 00434 8 Vafa Cumrun Topological mirrors and quantum rings Essays on mirror manifolds 1992 P 96 119 arXiv hep th 9111017 Bibcode 1991hep th 11017V Witten Edward On the structure of the topological phase of two dimensional gravity Nuclear Physics B 1990 Vol 340 2 3 P 281 332 Bibcode 1990NuPhB 340 281W DOI 10 1016 0550 3213 90 90449 N Witten Edward Mirror manifolds and topological field theory Essays on mirror manifolds 1992 P 121 160 Yau Shing Tung Nadis Steve The Shape of Inner Space String Theory and the Geometry of the Universe s Hidden Dimensions Basic Books 2010 ISBN 978 0 465 02023 2 Zaslow Eric Mirror Symmetry In Gowers Timothy The Princeton Companion to Mathematics 2008 ISBN 978 0 691 11880 2 Zwiebach Barton A First Course in String Theory Cambridge University Press 2009 ISBN 978 0 521 88032 9 Podalshe chitannyaPopulyarno Yau Shing Tung Nadis Steve The Shape of Inner Space String Theory and the Geometry of the Universe s Hidden Dimensions Basic Books 2010 ISBN 978 0 465 02023 2 Zaslow Eric Physmatics 2005 arXiv physics 0506153 Zaslow Eric Mirror Symmetry In Gowers Timothy The Princeton Companion to Mathematics 2008 ISBN 978 0 691 11880 2 Navchalna literatura Aspinwall Paul Bridgeland Tom Craw Alastair Douglas Michael Gross Mark Kapustin Anton Moore Gregory Segal Graeme Szendroi Balazs Wilson P M H eds Dirichlet Branes and Mirror Symmetry American Mathematical Society 2009 ISBN 978 0 8218 3848 8 Cox David Katz Sheldon Mirror symmetry and algebraic geometry American Mathematical Society 1999 ISBN 978 0 8218 2127 5 Hori Kentaro Katz Sheldon Klemm Albrecht Pandharipande Rahul Thomas Richard Vafa Cumrun Vakil Ravi Zaslow Eric eds Mirror Symmetry American Mathematical Society 2003 ISBN 0 8218 2955 6 19 veresnya 2006 u Wayback Machine