La segunda revolución de las supercuerdas: la teoría de 11 dimensiones

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El período inmediatamente posterior a la propuesta de la teoría M se ha llamado la “segunda revolución de las supercuerdas,” porque una vez más, inspiró una serie de investigaciones sobre la teoría de supercuerdas. La investigación en esta ocasión se centró en la comprensión de las conexiones entre las teorías de supercuerdas existentes, así como entre la teoría de 11 dimensiones que Witten había propuesto.

Witten no fue el primero en proponer este tipo de conexión. La idea de unir las diferentes teorías de cuerdas en una sola mediante la adición de una dimensión 11 había sido propuesto por Mike Duff de Texas A&M University, pero nunca calado entre los teóricos de cuerdas.

El trabajo de Witten sobre el tema, sin embargo, dio lugar a una imagen donde la dimensión extra podría surgir de las unificaciones inherentes a la Teoría M - uno que llevó a la comunidad de la teoría de cuerdas que mirar más en serio.

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En 1994, Witten y colega Paul Townsend habían descubierto una dualidad entre la teoría de supercuerdas de 10 dimensiones y una teoría de 11 dimensiones, que había sido propuesto en los años 1970: supergravedad.

Supergravity dio cuando tomó las ecuaciones de la relatividad general y aplicada a la supersimetría ellos. En otras palabras, se introdujo una partícula llamada gravitino - la supercompañera al gravitón - a la teoría. En la década de 1970 este era prácticamente el enfoque dominante de tratar de obtener una teoría de la gravedad cuántica.

Lo Witten y Townsend hicieron en 1994 era tomar la teoría de la supergravedad de 11 dimensiones de la década de 1970 y enroscarse una de las dimensiones. A continuación, mostraron que una membrana de 11 dimensiones que tiene una dimensión acurrucado se comporta como una cadena en 10 dimensiones.

De nuevo, esto es una repetición de la vieja idea de Kaluza-Klein, que surge una y otra vez en la historia de la teoría de cuerdas. Tomando la idea de Kaluza de añadir una dimensión extra (y la idea de Klein de enrollarla muy pequeño), Witten mostró que era posible - si se asume ciertas condiciones de simetría - para demostrar que existían dualidades entre las teorías de cuerdas existentes.

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Todavía había problemas con un universo de 11 dimensiones. Los físicos han demostrado supergravedad no funcionó debido a que permitía infinitos. De hecho, todas las teorías, excepto la teoría de cuerdas permitió infinitos. Witten, sin embargo, no estaba preocupado por esto porque supergravedad era sólo una aproximación de la teoría M, y M-teoría que, por necesidad, tiene que ser finito.

Es importante darse cuenta de que ni Witten ni nadie demostraron que las cinco teorías de cuerdas podrían transformarse en uno al otro en nuestro universo. De hecho, ni siquiera Witten proponer lo que en realidad era la teoría-M.

Witten lo hizo en 1995 era proporcionar un argumento teórico para apoyar la idea de que hay podría ser una teoría - que llamó la teoría M - que unía las teorías de cuerdas existentes. Cada teoría de cuerdas conocido era sólo una aproximación de esta hipotética teoría-M, que aún no se conoce. En bajos niveles de energía, también creía que la teoría M se aproxima por la teoría supergravedad de 11 dimensiones.