10次元
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超弦理論のクリティカルな次元
超弦理論が数学的矛盾(量子アノマリー)なく成立するためには、時空の次元数が必ず10次元(9次元の空間+1次元の時間)である必要がある。
- なぜ10次元か: 理論における弦の振動を量子化する際、時空が10次元でないと光子の質量がゼロにならない、あるいは負の確率(ゴースト)が生じるといった問題が発生するためである。
- コンパクト化: 我々が知覚できるのは4次元時空(3次元空間+1次元時間)のみである。残りの6次元の空間は、カラビ-ヤウ多様体などの極めて小さな形状に折りたたまれて(コンパクト化)存在していると考えられている。
超重力理論
10次元の超重力理論は、超弦理論の低エネルギー有効理論として重要であり、I型、IIA型、IIB型、ヘテロティックといった異なるタイプの超弦理論に対応して、それぞれの10次元超重力理論が存在する。