Los éxitos de la teoría de cuerdas

La teoría de cuerdas ha pasado por muchas transformaciones desde sus orígenes en 1968, cuando se espera que sea un modelo de ciertos tipos de colisiones de partículas. Inicialmente fracasó en ese objetivo, pero en los 40 años desde que, la teoría de cuerdas se ha convertido en el principal candidato para una teoría de la gravedad cuántica. Se ha impulsado importantes avances en matemáticas, y los teóricos han utilizado puntos de vista de la teoría de cuerdas para hacer frente a otros problemas inesperados, en la física. De hecho, la presencia misma de gravedad dentro de la teoría de cuerdas es un resultado inesperado!

La predicción de la gravedad de las cadenas

La primera y principal éxito de la teoría de cuerdas es el descubrimiento inesperado de los objetos dentro de la teoría de que coincidan con las propiedades del gravitón. Estos objetos son un tipo específico de cuerdas cerradas que también son partículas sin masa que tienen espín de 2, exactamente igual que los gravitones. Para decirlo de otra manera, gravitones son una partícula sin masa spin-2 que, bajo la teoría de cuerdas, se puede formar por un cierto tipo de cuerda vibrante cerrado. La teoría de cuerdas no fue creado para tener gravitones - son una consecuencia natural y necesaria de la teoría.

Uno de los mayores problemas de la física teórica moderna es que la gravedad parece estar desconectado de todas las otras fuerzas de la física que se explican por el modelo estándar de la física de partículas. La teoría de cuerdas resuelve este problema, ya que no sólo incluye la gravedad, pero hace que la gravedad un subproducto necesario de la teoría.

Al explicar lo que ocurre con un agujero negro (tipo de)

Un factor de motivación importante para la búsqueda de una teoría de la gravedad cuántica es explicar el comportamiento de los agujeros negros y la teoría de cuerdas parece ser uno de los mejores métodos para lograr ese objetivo. Los teóricos de cuerdas han creado modelos matemáticos de los agujeros negros que parecen similares a las predicciones hechas por Stephen Hawking hace más de 30 años y pueden estar en el corazón de resolver un rompecabezas de larga data dentro de la física teórica: ¿Qué ocurre con la materia que cae en un agujero negro ?

la comprensión científica de los agujeros negros siempre ha tenido problemas, porque para estudiar el comportamiento cuántico de un agujero negro que necesita para describir de alguna manera todo el estados cuánticos (Posibles configuraciones, como se definen por la física cuántica) del agujero negro. Por desgracia, los agujeros negros son objetos de la relatividad general, por lo que no está claro cómo definir estos estados cuánticos.

Los teóricos de cuerdas han creado modelos que parecen ser idénticos a los agujeros negros en ciertas condiciones simplificadas, y utilizar esa información para calcular los estados cuánticos de los agujeros negros. Sus resultados han demostrado que coincida con las predicciones de Hawking, que hizo sin ninguna forma precisa para contar los estados cuánticos del agujero negro.

Esto es lo más cerca que la teoría de cuerdas ha llegado a una predicción experimental. Por desgracia, no hay nada experimental al respecto porque los científicos no pueden observar directamente los agujeros negros (todavía). Es una predicción teórica que coincide inesperadamente otra (bien aceptado) predicción teórica sobre los agujeros negros. Y, más allá de eso, la predicción sólo es válido para ciertos tipos de agujeros negros y todavía no se ha extendido con éxito a todos los agujeros negros.

Al explicar la teoría cuántica de campos utilizando la teoría de cuerdas

Uno de los principales éxitos de la teoría de cuerdas es algo que se llama la conjetura de Maldacena, o la correspondencia AdS / CFT. Desarrollado en 1997 y pronto se expandió en esta correspondencia parece dar una visión de las teorías de gauge, tales como los que están en el corazón de la teoría cuántica de campos.

La correspondencia AdS / CFT original, escrito por Juan Maldacena, propone que un cierto 3 dimensiones (tres dimensiones espaciales, al igual que nuestro universo) teoría de norma, con los más supersimetría permitido, describe la misma física como la teoría de cuerdas en un 4 dimensiones (cuatro dimensiones espaciales) mundo. Esto significa que las preguntas sobre la teoría de cuerdas se les puede pedir en el lenguaje de la teoría de calibre, que es una teoría cuántica que los físicos saben cómo trabajar con!

Al igual que John Travolta, la teoría de cuerdas sigue haciendo una reaparición

La teoría de cuerdas ha sufrido reveses más que probablemente cualquier otra teoría científica en la historia del mundo, pero no parecen esos contratiempos a durar tanto tiempo. Cada vez parece que alguna falla se presente en la teoría, la capacidad de recuperación matemática de la teoría de cuerdas parece no sólo guardarlo, pero para que vuelva más fuerte que nunca.

Cuando dimensiones adicionales entraron en la teoría en la década de 1970, la teoría fue abandonada por muchos, pero tenía una reaparición en la primera revolución de supercuerdas. Luego resultó que hubo cinco versiones distintas de la teoría de cuerdas, pero una segunda revolución de las supercuerdas fue provocado por unificarlos. Cuando los teóricos de cuerdas se dieron cuenta de un gran número de soluciones de teorías de cuerdas (cada solución a la teoría de cuerdas se llama una Vacuum, mientras que muchas soluciones se denominan Vacuun) Eran posibles, se volvieron esta en una virtud en lugar de un inconveniente. Por desgracia, aún hoy, algunos científicos creen que la teoría de cuerdas está fallando en sus objetivos.