끈 (물리학) 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
{{다른 뜻|끈의 진동|물리학|일반적인 끈}}
{{끈 이론|cTopic=개념}}
[[끈 이론]]에서 '''끈'''({{lang|en|string theory}}) 또는 '''기본 끈'''({{lang|en|fundamental string}}), '''F-끈'''({{lang|en|F-string}})은 끈 이론에 존재하는 1차원 막이다. 즉, 0차원의 [[점입자]]와는 달리 유한한 길이를 가지며, 이에 따라 끈과 끈 사이의 상호작용을 나타내는 [[세계면]]은 서로 충돌하는 두 점입자의 [[세계선]]과 달리 특이점이 존재하지 않는다. 이는 [[끈 이론]]이 [[양자장론]]의 여러 문제들을 해결하는 기본 메커니즘이다.

끈은 마치 악기의 현과 같이 일련의 고유 [[진동]] 모드들을 가진다. [[끈 이론]]에 의하면 오늘날 알려진 모든 기본 입자들 ([[쿼크]]와 [[렙톤]], [[히그스 보손]], [[중력자]], [[게이지 보손]] 등)은 끈의 여러 진동 모드들이다.

끈 이론에는 [[D-막]]이나 [[NS5-막]] 등 다른 개체들도 존재하지만, 이들은 [[결합 상수]]가 상대적으로 작은 경우 [[섭동 이론]]에 나타나지 않는다.

끈의 길의 크기는 [[플랑크 상수]] 정도로 생각된다. [[양자 중력|양자중력]] 효과는 이러한 규모에서 나타나는 것으로 보인다.:
:<math> \ell_P =\sqrt{\frac{\hbar G}{c^3}} \cong 1.616 24 (12) \times 10^{-35}</math> m
보다 큰 규모에서는, 물리실험실에서 볼 수 있는 정도에서는 이러한 물질은 0차원 점입자처럼 보인다. 하지만 작은 끈의 진동모드와 구조는 [[양자장론|양자장이론]]의 표준모형과는 상당히 다른 면을 보인다. 하나의 예로서 끈의 진동상태에 따라 [[광자]]의 특성을 보이고 다른 진동상태에서는 [[쿼크]]인 것이다. 이러한 포용적인 특징은 끈 이론의 가장 강력한 장점이다. 그러나 아직까지 끈 이론에서 표준모형에서 제시하는 입자들을 모두 설명할 수 있는 해결책은 제시되지 않았다.

== 끈의 종류== <!-- This section is linked from [[끈 이론]] -->
===닫힌 끈과 열린 끈===
끈은 '''닫힌 끈'''({{lang|en|closed string}})과 '''열린 끈'''({{lang|en|open string}}) 두 가지가 있다. 닫힌 끈은 양끝이 서로 붙어 있는 끈으로, 위상수학적으로 원을 이룬다. 반면 열린 끈은 두 개의 끝점을 가진다. 열린 끈의 끝점은 항상 [[D-막]]이라고 불리는 막에 붙어 있어야만 한다. D-막은 여러 종류가 있는데, I종 끈 이론에서는 시공간을 16개의 D9-막이 채우고 있어 열린 끈은 구속되지 않고 자유롭게 움직일 수 있다. 반면 다른 끈 이론(IIA/B종, [[잡종 끈 이론]])에서는 시공간을 채우고 있는 D9-막이 일반적으로 없고, 오직 낮은 차원의 D-막들만 존재한다. 이에 따라서, 열린 끈은 특정한 D-막에만 국한되게 된다.

열린 끈의 무질량 진동 모드는 [[게이지 보손]]과 (초끈의 경우) 그 [[초대칭짝]]인 [[게이지노]]들이다. 닫힌 끈의 무질량 진동 모드는 [[중력자]]와 [[딜라톤]], (유향 끈의 경우) [[캘브-라몽 장]] ([[액시온]]), (초끈의 경우) 또 이들의 초대칭짝들인 [[그래비티노]]와 [[딜라티노]]이다.

=== 유향성 ===
[[오리엔티폴드]] 사영의 유무에 따라, 끈은 [[향 (다양체)|향]]을 가지지 않을 수 있다. 오리엔티폴드 사영이 없는 공간에서의 끈을 '''유향 끈'''({{lang|en|oriented string}}), 오리엔티폴드 사영이 있는 경우를 '''무향 끈'''({{lang|en|unoriented string}})이라고 한다. 유향 끈의 [[세계면]]은 항상 가향 곡면이지만, 무향 끈의 세계면은 비가향 [[곡면]]([[뫼비우스 띠]], [[클라인 병]] 등)일 수 있다.

유향 닫힌 끈은 왼쪽으로 전파하는 진동과 오른쪽으로 전파하는 진동이 독립적이지만, 무향 닫힌 끈은 이 두 진동 모드가 서로 독립적이지 않다. I종 끈 이론에는 오리엔티폴드 사영이 존재하여, 모든 끈이 무향 끈이다.

== 같이 보기 ==
* [[막 (M-이론)|막]]
* [[기본 입자]]
* ''[[엘러건트 유니버스]]'' 와 ''[[우주의 구조]]'', 끈이론 물리학자 [[브라이언 그린]]저

==참고 자료==
* [[존 헨리 슈워츠|Schwarz, John]] (2000). [http://xxx.uni-augsburg.de/abs/hep-ex/0008017 "Introduction to Superstring Theory"] {{웹아카이브|url=https://web.archive.org/web/20190708125835/http://xxx.uni-augsburg.de/abs/hep-ex/0008017}}. Retrieved Dec. 12, 2005.
* [http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/"NOVA's strings homepage"]

{{전거 통제}}

[[분류:끈 이론]]