Kvantgeomeetria

Kvantgeomeetria on kvantteoreetiliste põhimõtete uurimine geomeetrilises kontekstis. See tegeleb eelkõige kvantväljateooria ja üldrelatiivsusteooria ühendamisega, et kirjeldada universumi põhilist struktuuri. Üks peamisi väljakutseid kvantgeomeetrias on aja ja ruumi kvantiseerimine. Traditsiooniline füüsika käsitleb aega ja ruumi kui pidevaid ja siledat. Kvantgeomeetria aga pakub välja, et need võivad olla diskreetsed, koosnedes väikestest, kvantiseeritud ühikutest.

Stringiteooria on üks tuntumaid kvantgeomeetria lähenemisviise. Selles teoorias peetakse elementaarosakesi ühe-dimensioonilisteks vibreerivateks stringideks, mitte punktilaadseteks üksusteks. Nende stringide erinevad vibratsioonirežiimid vastavad erinevatele osakeste tüüpidele. Stringiteooria nõuab lisaks meie tuntud neljale ruumajaegamõõtmele veel täiendavaid ruumimõõtmeid, mis on "kokku keeratud" väga väikestele skaaladele ja seetõttu meile otseselt tajumatud.

Teine oluline valdkond on silmuskvantgravitatsioon, mis püüab kvantiseerida ruumiaega otse, ilma stringe või lisamõõtmeid eeldamata. See teooria kujutab ruumiaega võrgu-laadse struktuurina, mille "silmused" moodustavad kvantiseeritud ruumijuhid. Kvantgeomeetria püüdlused on teoreetilised ja pole veel otseselt eksperimentaalselt kinnitatud, kuid need pakuvad lootust ühtseks füüsikateooriaks, mis kirjeldaks kõiki fundamentaalseid jõude ja aineid universumis.