ご挨拶！弦理論家として、私は宇宙の基本的な性質を研究しており、弦理論の中心的なアイデアの1つは、宇宙には、私たちが経験する空間の馴染みのある3次元と1つの次元を超えて余分な次元があるということです。

これらの余分な寸法を経験しない理由は、それらが「コンパクト化」されていると考えられているためです。つまり、それらは、私たちが直接知覚するには小さすぎる小さな丸まった形に丸くなっています。庭のホースを想像してください - 遠くからは一次元のように見えますが、よく見ると、実際に円形の断面があり、2番目の次元があることがわかります。同様に、文字列理論の余分な次元は、私たちの日常の経験から丸まって隠されていると考えられています。

さて、そもそもなぜこれらの余分な次元が必要なのか疑問に思うかもしれません。まあ、宇宙の基本的な性質を理解するためには、宇宙の大規模な行動を説明するアインシュタインの一般相対性理論と、亜原子粒子の行動を説明する量子力学を記述する2つの一見互換性のない理論を和解させる必要があります。。これを行うために、弦理論家は、宇宙は異なる周波数で振動する小さな一次元の「弦」で構成されていることを提案します。文字列は、私たちが経験するよりも多くの寸法を持つ時空で存在し、さまざまな方法で振動することができます。

実際、文字列理論には多くの異なるバージョンがありますが、それらのほとんどは、一貫性を保つために10寸法または11次元の存在を必要とします。これは奇妙に思えるかもしれませんが、余分な寸法は単に追加のスペースのようなまたは時代のような寸法であるだけでなく、「コンパクト化」されており、ストリングスが振動するための追加の自由度を提供することを覚えておくことが重要です。

証拠に関しては、まあ、文字列理論は依然として開発およびテストされている理論的枠組みであり、現在、余分な次元の存在に関する直接的な実験的証拠はありません。ただし、ストリング理論が正しい軌道に乗っている可能性があることを示唆する間接的な証拠がいくつかあります。たとえば、CERNの大型ハドロンコリダーでのヒッグスボソンの発見は、粒子物理学の標準モデルの予測を検証する重要なステップであり、これは文字列理論のいくつかのバージョンに組み込むことができる理論です。さらに、余分な次元のアイデアは、他の基本的な力よりもはるかに弱い理由など、重力の謎のいくつかを説明するために使用されてきました。

要約すると、余分な寸法のアイデアは奇妙で直感的ではないように見えるかもしれませんが、それは現代の理論物理学の重要な部分であり、宇宙の基本的な性質を食欲をそそる垣間見ることができます。文字列理論家として、私たちはこのアイデアを探求し、その予測をテストおよび検証する方法を探し続けます。
Greetings! As a string theorist, I study the fundamental nature of the universe, and one of the central ideas of string theory is that the universe has extra dimensions beyond the familiar three dimensions of space and one dimension of time that we experience.

The reason we don't experience these extra dimensions is that they are thought to be "compactified," which means that they are curled up into tiny, curled up shapes that are too small for us to perceive directly. Imagine a garden hose - from a distance, it appears to be one-dimensional, but if you look closely, you can see that it actually has a circular cross-section, giving it a second dimension. Similarly, the extra dimensions in string theory are thought to be curled up and hidden from our everyday experience.

Now, you might be wondering why we need these extra dimensions in the first place. Well, in order to understand the fundamental nature of the universe, we need to reconcile two seemingly incompatible theories: Einstein's theory of general relativity, which describes the large-scale behavior of the universe, and quantum mechanics, which describes the behavior of subatomic particles. In order to do this, string theorists propose that the universe is made up of tiny, one-dimensional "strings" that vibrate at different frequencies to create different particles. The strings exist in a space-time that has more dimensions than we experience, which allows them to vibrate in many different ways.

In fact, there are many different versions of string theory, but most of them require the existence of 10 or 11 dimensions in order to be consistent. This may seem strange, but it's important to remember that the extra dimensions are not simply additional space-like or time-like dimensions, but rather, they are "compactified" and provide additional degrees of freedom for the strings to vibrate in.

As for evidence, well, string theory is still a theoretical framework that is being developed and tested, and there is currently no direct experimental evidence for the existence of extra dimensions. However, there are some indirect pieces of evidence that suggest that string theory might be on the right track. For example, the discovery of the Higgs boson at CERN's Large Hadron Collider was an important step in verifying the predictions of the Standard Model of particle physics, which is a theory that can be incorporated into some versions of string theory. Additionally, the idea of extra dimensions has been used to explain some of the mysteries of gravity, such as why it is so much weaker than the other fundamental forces.

In summary, the idea of extra dimensions may seem strange and unintuitive, but it is a crucial part of modern theoretical physics and offers a tantalizing glimpse into the fundamental nature of the universe. As string theorists, we continue to explore this idea and search for ways to test and verify its predictions.