Bosoninen merkkijono on yksi merkkijonoteorian tärkeimmistä tutkimuskohteista .
Termi syntyi useista 1960-luvun lopun ja 1970-luvun alun kehityksestä, nimittäin: hiukkasfysiikassa , hadroninsirontatutkimuksessa ; teoreettisessa fysiikassa hadroninsirontaspektrien tutkimuksen tuloksena ja myös kvanttirelativistisen hiukkasen dynamiikan yleistyksen tuloksena laajennettuun kohteeseen .
"Piste"-tyhjiöherätteitä käsittelevää kvanttikenttäteoriaa on yritetty yleistää ennenkin, 1930-luvulta lähtien, mutta laajennettujen objektien epäpaikallisuus oli hämmentävää, koska se antoi automaattisesti ei-renormalisoitavia äärettömiä laskelmissa (tämä oli samanlainen monimutkaisuus klassisen ja kvanttioptiikan asymptoottisten ja äärimmäisten ongelmien ratkaisemiseen "valaisuille segmenteille"). Sähködynamiikan kvantisointiongelmat, myöhemmin heikkojen ja sähkömagneettisten voimien yhdistäminen, monet ydinfysiikan ongelmat - häiritsivät yleistämistä, mutta ydinfysiikka johti toisinaan merkkijonoteorioiden syntymiseen. Vuonna 1968, ryöstellen hadronifysiikan sirontaamplitudeja, Gabriele Veneziano yksinkertaisesti olettaa tietyn kaavan, joka yhdistettiin välittömästi relativistiseen elastiseen merkkijonoon.
Aivan kuten "fyysinen piste", geometrisessa mielessä, kehittyy tietyksi liikeradalle - maailmanpoluksi - puuksi - silmukaksi, yksiulotteinen fyysinen esine pyyhkäisee tietyn pinnan aika-avaruudessa erittäin monimutkaisen läsnä ollessa. vuorovaikutus, jossa on rajoja, leikkauksia, lisäyksiä, piirteitä (taitteita, projektioita) jne. Ja juuri tällä vuorovaikutusten maailmanpinnalla on tärkein fyysinen merkitys.
Fysiikan näkökulmasta meidän on saatava invariantteja suureita, eli sellaisia, etteivät ne riipu mielivaltaisista koordinaattivalinnoistamme. Yksi invarianteista on merkkijonon toiminnan suuruus , joka on yksinkertaisesti verrannollinen sen pyyhkäisemän pinnan pinta-alaan. Riippumatta siitä, kuinka nyt parametroimme merkkijonon koordinaatit (R-invarianssi), elastisen merkkijonon pyyhkäisemän pinta-alan tulee pysyä minimaalisena. Useimmissa tapauksissa emme todennäköisesti luota toiminnan 0-muunnelmaan, mutta dynaamisesti vuorovaikutteisten merkkijonojen järjestelmä pyrkii aina minimoimaan kokonaisetenemispinnan.
Yllä oleva toiminta tunnetaan Nambu-Goto-toiminnona, se on geometrinen ja liittyy R(n:n) pintojen 2. muotoon. Sen epälineaarisuus on ilmeinen. Tehdäkseen tästä toiminnasta "lineaarisempaa" A. Polyakov ehdotti kytkentäkaaviota merkkijonojen upotuksen ja 2-ulotteisen metriikan käyttöönoton välillä D-ulotteiseen aika-avaruuteen. 1+1 P-V pintojen näkökulmasta on olemassa yksinkertaisesti D skalaarifunktioita (kenttiä), mutta jos jatkamme sitä, että Poljakovin toiminnan fyysinen tulkinta on D-ulotteinen, niin 2-ulotteinen metriikka kääntyy. apufunktioiksi, jotka tarjoavat joitain tarvittavia invariansseja, jotka vastaavat Nambu-Goto-toimintoa.
Bosonisen merkkijonon yleinen kuvaus ei ole enää vaikeaa. Polyakov-toiminnassa (jonoteorian yhteys konformisen kentän teoriaan) on käytettävä invariansseja energia-momenttitensorin komponenttien minimoimiseksi tai mitätöimiseksi, jolloin kaikki liikeyhtälöt muuttuvat harmonisiksi ja seurauksena Moodin Fourier-laajennus on kokonaisluku.
Itse asiassa tämä on bosoninen merkkijono, jolla on ääretön viritysspektri ja bosoniset oskillaattorit.
Jotkut klassisen analyysin mukaiset kaavat eivät kuitenkaan ole enää tosia kvanttitasolla. Tämä ongelma tunnetaan ei-kommutoivan operaattorialgebran matriisielementtien normaalina järjestysongelmana. Yksityiskohtaisemman kvanttitason analyysin tulos johtaa bosonisen merkkijonon olemassaolon kriittiseen ulottuvuuteen D=26, sekä siihen, että bosonisen merkkijonon perustilassa on metastabiili tila, joka tunnetaan fysiikassa nimellä tachyon.