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Kaluza-Klein-Kompaktifizierung

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Unter Kaluza-Klein-Kompaktifizierung (auch kurz Kompaktifizierung, wenn keine Verwechslungsgefahr mit dem mathematischen Begriff besteht) versteht man in der Theoretischen Physik die Reduktion einer höherdimensionalen Theorie auf eine niedrigerdimensionale.

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Wird die kompaktifizierte Dimension hinreichend klein, so wird aus einer Theorie, die auf definiert ist, eine effektive Theorie über

Die Bezeichnung geht auf die Kaluza-Klein-Theorie zurück, bei der aus einer fünfdimensionalen Theorie sowohl die vierdimensionalen Einsteinschen Feldgleichungen als auch die Maxwell-Gleichungen hervorgehen. Der Begriff wird aber insbesondere bei der Reduktion der 26-dimensionalen bosonischen oder der 10-dimensionalen supersymmetrischen Stringtheorie auf eine vierdimensionale effektive Theorie oder bei der Reduktion der 11-dimensionalen Supergravitation auf eine 10-dimensionale Theorie verwendet.

Bei der Kaluza-Klein-Kompaktifizierung werden zunächst die überflüssigen Dimensionen z. B. durch Ergänzung eines Punktes im topologischen Sinne kompaktifiziert. Danach werden diese kompakten Dimensionen „geschrumpft“, so dass sie in die Größenordnung der Planck-Länge gelangen. Die resultierende effektive Theorie nimmt von diesen Dimensionen dann nur noch Windungszahlen wahr.