ממברנה (תורת המיתרים)

בתורת M, המונח "ממברנה" או "קרומית" (Membrane), בקיצור "רומית" או "Brane", מוגדרת כ-"גוף", "מרחב-זמן" או "יריעת עולם". לצורך העניין, ממברנה, היא בעלת P ממדים. הממברנות ממוספרות על פי מספר הממדים המרחביים שלהן. לדוגמה: שתי ממברנות (כל אחת היא מיתר) הנפגשות, תיצורנה ממברנה אחת. כלומר, ממברנה אחת היא מיתר, שתי ממברנות הן ממברנה אחת המכילה 2 ממדים (כלומר, ערך ה-P של הממברנה שווה ל-2). לפי חוקיות זו, שתי ממברנות בעלות שני ממדים יוצרות ממברנה בעלת 4 ממדים (כך ש-P=4) וכן הלאה.

ממברנות שימושיות לתיאור מרחבים בעלי יותר מארבעת הממדים הידועים לנו במרחב-זמן. הן יכולות לכלול בתוכן אפילו 11 ממדים או יותר (בתורת העל-מיתר, ממברנות יכולות להכיל עד כ-26 ממדים). תאוריית הממברנות מהוות חלק חשוב בתחום תורות "מרחב-זמן" - כמו תורת M המציעה כי קיימים יותר מארבעה ממדים ב-"מרחב-זמן", וכמו כן תורת העל-מיתר ותאוריות נוספות. למעשה, התאוריות הללו הן חלק מתורת ההפרעות במיתרים. הממברנות מוגדרות כהפרעה במרחב (הפרעה באחידות של המרחב, כמו אדוות מים באגם - הגלים משתנים וגורמים להפרעה במשטח ה-"מרחב-זמן" של הממברנה), והן לוקחות חלק חשוב בתורת ההפרעות מפני שהן בעצם עצמים המשתרעים על גבי P ממדים במרחב. בנוסף לכך, המיתר של תורת המיתרים מוגדר כבעל 2 ממדים בתנועתו השווה לממברנה אחת היכולה להיצמד לאובייקטים רב-ממדיים כמו ממברנת דיריכלה הפועלת כמו שטיח האוסף שערות שבמקרה זה מיוצגת כממברנה האוספת ממדים על ידי התמזגות עם מיתרים פתוחים.

ממברנות בתורת מיתרי העל

בתיאוריה, 2 ממברנות מהוות מיתרים. עד לשנות ה-90 נראה היה שהתאוריה יכולה להתרחב כדי לכלול בתוכה מספר גבוה יותר של ממדים באובייקטים. בצורה אופיינית האובייקטים הללו לא מופיעים בתורת ההתפלגות.

מלבד מהמיתר היסודי (F- String) של תאוריית המיתרים והדואליות המגנטית והאובייקט בעל חמשת הממדים (NS5-Brane), הסוג של הממברנה שהרבה מדענים חקרו היא ממברנת דיריכלה אשר יכולה להתמזג עם מיתרים פתוחים. סוגים שונים של ממברנת דיריכלה או (D-brane) יכולה להימצא בתאוריות אחרות.

התפתחות תאוריית הממברנות

בעשורים האחרונים התאוריה על הממברנה מתפתחת, ולאחרונה נמצא עוד מימד והתיאוריה שמיתר יסודי בתורת העל-מיתר הפך לממברנה דו-ממדית בשם M1 brane (או ממברנת על) שהמגנטיות הדואלית שלו היא ממברנת M5. הסוגים השונים של ממברנות בתורת המיתרים נחשבים קשורים גם לממדי-על של ממברנת M5 וכנראה עוטפים כמה סוגים של סיבובים. תורת ה-M טוענת כי המיתרים של האנרגיה יכולים לגדול לממברנות גדולות יותר בגודל של היקום וגם שהמיתרים צריכים לרעוד ביותר מ-3 ממדי מרחב, וככל הנראה עד כדי 6 ממדים ומימד זמן נוסף.

סוגי ממברנות ודואליות המשפיעה עליהם

• ממברנת דיריכלה
• ממברנת S
• ממברנה שחורה
• דואליות של הממברנות S, U, T

קישורים חיצוניים

• ממברנה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)