MTheorie

Die M-Theorie ist ein theoretischer Rahmen in der Physik, der darauf abzielt, die fünf konsistenten Superstring-Theorien und die 11-dimensionale Supergravitation in einem gemeinsamen Modell zu vereinen. Sie entstand in den 1990er-Jahren im Zuge der zweiten Superstring-Revolution; Edward Witten spielte eine zentrale Rolle. Kernidee ist, dass neben eindimensionalen Strings auch höhere Objekte existieren: Membranen (M2-Branen) und M5-Branen, die in einer elf-dimensionalen Raumzeit leben. Bei niedrigen Energien reduziert sich die M-Theorie auf die 11-dimensionale Supergravity.

In der M-Theorie erscheinen die verschiedenen String-Theorien als unterschiedliche Ausprägungen derselben Grundstruktur. Beispielsweise ergibt sich Type IIA aus einer Kompaktifikation von M-Theorie auf einer Kreisdimension; weitere Dualitäten verbinden Type IIA und Type IIB, Type I sowie heterotische Theorien. Die Theorie liefert damit eine nichtperturbative Sichtweise und verknüpft branebasierte Phänomene mit stringartigen Beschreibungen.

Noch gibt es keine allgemein akzeptierte nichtperturbative Definition von M-Theorie. Mehrere Ansätze schlagen vor, sie durch Matrizenmodelle zu fassen, etwa das BFSS-Matrixmodell (als Definition der Theorie im unendlichen Impulsrahmen) oder das IKKT-Modell (als Definition der Type-IIB-Theorie). Insgesamt bleibt M-Theorie ein theoretischer Rahmen, der darauf abzielt, Quantengravity und die Vereinigung der Grundkräfte zu ermöglichen, ohne dass eine vollständige experimentelle Bestätigung vorliegt.