Ква́нтовая струна́ — гипотетический фундаментальный одномерный бесконечно тонкий объект в теории струн длиной в 10−35 м[1], колебания которого воспроизводят всё многообразие элементарных частиц. Характер колебаний струны задаёт свойства материи, такие как электрический заряд и масса.
Существуют струны, у которых есть концы, их называют открытыми, и у которых концов нет, их называют замкнутыми.
В случае, если Φ зависит только от бозонных переменных, то струна является бозонной. Если Φ зависит только от фермионных переменных, то фермионной. Если и от бозонных, и от фермионных, при условии суперсимметрии, то суперсимметричной или суперструной. Если требование суперсимметрии частично невыполнимо, то гетеротической.
На языке определения 1 это, соответственно, бозонные и фермионные осцилляторы. Струны могут быть как ориентированными (стрелка внутри), так и неориентированными.
Главной особенностью квантовых струн является то, что они «живут» в критической или подкритической размерности пространства, в отличие от классических струн. Бозонная струна − в D=26, а фермионная и суперструна − в D=10, для известных моделей гетеротических струн критическая размерность также равна 10. Это является следствием устранения нефизических состояний, так называемых дýхов из спектра струны во время процедуры квантования и известно как «Теорема об отсутствии духов».
Квантовые струны довольно сложным образом взаимодействуют друг с другом, так как являются нелокальными, более точно мультилокальными объектами. Однако с точки зрения изменения их формы (топологии) допустимы лишь 5 элементарных локальных актов, согласующихся с физическими принципами:
Все точки взаимодействия являются «тройными» точками, которые при малом шевелении дают все 5 вышеописанных перестроек. Обратные процессы добавляют ещё 5 элементарных локальных актов взаимодействия.
Для суперструн из-за разных условий на бозонные и фермионные переменные приходится добавлять в «тройную» точку дополнительные поля, чтобы не нарушить суперсимметрию. (см. литературу в примечании и список литературы в статье Теория струн)