La teoría de cuerdas y variedades de calabi-yau
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El problema de las dimensiones extra continuó afectando a la teoría de cuerdas, pero estos fueron resueltos mediante la introducción de la idea de compactificación, en el que las dimensiones adicionales se enrollan alrededor de la otra, con un crecimiento tan pequeñas que son extremadamente difíciles de detectar.
Las matemáticas acerca de cómo podría lograrse este objetivo ya se habían desarrollado en forma de complejo variedades de Calabi-Yau, un ejemplo del cual se muestra en esta figura. El problema es que la teoría de cuerdas no ofrece ninguna manera verdadera de determinar exactamente cuál de las muchas variedades de Calabi-Yau es correcto!
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Cuando las dimensiones adicionales fueron descubiertos por primera vez en la década de 1970, era claro que deben estar escondidos en alguna manera. Después de todo, ciertamente no vemos más de tres dimensiones espaciales.
Una de ellas fue la que había sido propuesto por Kaluza y Klein medio siglo antes: Las dimensiones podrían ser acurrucado en un tamaño muy pequeño.
Los primeros intentos de enroscarse estas dimensiones adicionales tuvieron problemas porque tendían a mantener la simetría entre la izquierda; y derecho; partículas dictadas (llamados paridad por físicos), que no está siempre retenido en la naturaleza. Esta violación es crucial para entender el funcionamiento de la fuerza nuclear débil.
Para la teoría de cuerdas para trabajar, tenía que haber una manera de compactar el extra de seis dimensiones al tiempo que conserva una distinción entre la izquierda; partículas mano; zurdos y derechos.
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En 1985, las variedades de Calabi-Yau (creadas para otros fines años anteriores por los matemáticos Eugenio Calabi y Shing-Tung Yau) fueron utilizados por Edward Witten, Philip Candelas, Gary Horowitz, y Andrew Strominger a compactar el extra de seis dimensiones espaciales en tan sólo el manera correcta. Estos colectores no sólo conservan el uso de las manos de las partículas, sino que también conservan la supersimetría sólo lo suficiente para replicar ciertos aspectos del modelo estándar.
Uno de los beneficios de los colectores Calabi-Yau fue que la geometría de las dimensiones plegadas da lugar a diferentes tipos de partículas observables en nuestro universo. Si la forma de Calabi-Yau tiene tres agujeros (o más bien análogos de dimensiones superiores de agujeros), tres familias de partículas serán predicha por el modelo estándar de la física de partículas.
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Obviamente, por extensión, una forma con cinco agujeros tendrá cinco familias, pero los físicos se refieren sólo a las tres familias de partículas que saben que existe en este universo.
Por desgracia, hay decenas de miles de posibles variedades de Calabi-Yau de seis dimensiones y la teoría de cuerdas no ofrece medidas razonables para determinar cual es la correcta. Por lo demás, incluso si los físicos pudieron determinar cuál era la correcta, que habían todavía quiere responder a la pregunta de por qué el universo dobló el extra de seis dimensiones en esa configuración particular.
Cuando variedades de Calabi-Yau fueron descubiertos por primera vez, se esperaba por algunos miembros vocales de la comunidad de la teoría de cuerdas que un colector específico caería como el más adecuado. Esto no ha demostrado ser el caso, y esto es lo que habrían esperado muchos teóricos de cuerdas en el primer lugar - que el múltiple de Calabi-Yau específica es una cantidad que tiene que ser determinado por el experimento.
De hecho, ahora se sabe que algunas otras geometrías para espacios dobladas también pueden mantener las propiedades necesarias.