Teoria de supercuerdas
La teoria de supercuerdas és un esquema teòric per a explicar totes les partícules i forces fonamentals de la naturalea en una sola teoria, que modela les partícules i camps físics com a vibracions de primes cuerdo supersimétricas, les quals es mouen en un espai-temps de més de quatre dimensions, més exactament 10 dimensions i una temporal.
Una de les motivacions esgrimides pels teòrics de les supercuerdas és que l'esquema és una de les millors teories candidates per a formular una teoria quàntica de la gravetat. La teoria de les supercuerdas és una taquigrafia de la teoria supersimétrica de cordes perque, a diferència de la teoria de cordes bosónica, esta és la versió de la teoria de cordes que, per mig de la supersimetría, incorpora als fermiones.
La teoria de les supercuerdas comprén cinc teories o formulació alternatives de teories de cordes combinades, en la que s'han introduït requeriments de supersimetría. El nom de teoria de cordes s'usa actualment com a sinònim, ya que totes les teories de cordes àmpliament estudiades són, de fet, teories de supercuerdas.
L'idea fonamental és que les partícules en realitat són cuerdo que vibren en resonància a una freqüència de la llongitut de Planck i en a on el gravitón seria una corda d'espin 2 i massa nula.
Recentment s'ha pogut provar que vàries d'estes formulació són equivalents i despuix de totes elles podria existir una teoria unificada o teoria del tot. Les cinc teories existents no serien més que casos llímit particulars d'esta teoria unificada, denominada provisionalment com Teoria M. Esta teoria M intenta explicar al mateix temps totes les partícules subatòmiques existents i unificar les quatre forces fonamentals de la naturalea. Definix l'univers format per multitut de cordes vibrants, ya que és una versió de la teoria de cordes que incorpora fermiones i la supersimetría.
El principal problema de la física actual és poder incorporar la força de la gravetat tal i com l'explica la teoria de la relativitat general al restant de les forces físiques ya unificades. La teoria de les supercuerdas seria un método d'unificació de dites teories. La teoria està llunt d'estar acabada i perfilada, ya que hi ha moltíssimes variables sense definir, per lo que existixen vàries versions de la mateixa.
Antecedents
[editar | editar còdic]El problema de fondo en la física teòrica és harmonisar la teoria de la relativitat general, a on es descriuen la gravitació i les estructures a gran escala (estrelas, galàxias, cúmuls), en la mecànica quàntica, a on es descriuen les atres tres forces fonamentals que actuen a nivell subatòmic.
El desenroll de la teoria quàntica de camps d'una força invariable resulta en infinites (i útils) provabilitats. Els físics han desenrollat tècniques matemàtiques de renormalización per a eliminar eixos infinits de tres de les quatre forces fonamentals -electromagnetisme, nuclear fort i nuclear dèbil- pero no de la gravetat. El desenroll de la teoria quàntica de la gravetat deu, per lo tant, vindre de diferent manera que dels usats per a les atres forces.
L'idea bàsica és que els constituents fonamentals de la realitat són cuerdo d'una llongitut de Planck (propenc a 10−35 m) que vibren a freqüències de resonància. Cada corda en teoria té una única resonància, o harmonia. Diferents harmonia determinen diferents forces fonamentals. La tensió en la corda és de l'orde de les forces de Planck (1044 N). El gravitón (nom propost per a la partícula portadora de la força gravitacional), per eixemple, és predita per la teoria que siga una corda en amplitut zero. Una atra idea clau de la teoria és que no poden ser detectades diferències mensurables entre cordes que recapitulen sobre dimensions chicotetes en sí mateixes i moltes que es mouen en grans dimensions (p.i. que afecten a una dimensió de tamany R iguals a una de tamany 1/R). Les singularitats són evitades perque les conseqüències observables de el "gran colapse" mai alcancen el tamany zero. De fet pot l'univers començar un chicotet "gran colapse" de processos, la teoria de cordes diu que l'univers mai pot ser més chicotet que el tamany d'una corda, a eixe punt podria començar a expandir-se.
El problema de les dimensions
[editar | editar còdic]Encara que l'univers físic observable té tres dimensions espacials i una dimensió temporal, res prohibix a una teoria descriure un univers en més de quatre dimensions, especialment si existix un mecanisme de "inobservabilidad aparent" de les dimensions adicionals. Eixe és el cas de les teoria de cordes i la teoria de supercuerdas que postulen dimensions adicionals compactificadas i que solament serien observables en fenomens físics que involucren altíssimes energies. En el cas de la teoria de supercuerdas, la consistència de la pròpia teoria requerix un espai-temps de 10 o 26 dimensions. El conflicte entre l'observació i la teoria es resol compactar les dimensions que no es poden observar en el ranc d'energies habituals. De fet, la teoria de supercuerdas no és la primera teoria física que propon dimensions espacials extra; a principis de el XX es va propondre una teoria geomètrica del camp electromagnètic i gravitatorio coneguda com teoria de Kaluza-Klein que postulava un espai-temps de 5 dimensions. Posteriorment l'idea de Kaluza i Klein es va usar per a postular la teoria de la supergravedad d'11 dimensions que també utilisa la supersimetría.
La ment humana té dificultat visualisant dimensions majors perque solament és possible moure's en 3 dimensions espacials. Una manera de tractar en esta llimitació és no intentant visualisar dimensions majors del tot sino simplement pensant, al moment de realisar equacions que descriguen un fenomen, que es deuen realisar més equacions de les acostumades. Açò obri les interrogants de que estos 'números extra' poden ser investigats directament en qualsevol experiment (a on es mostrarien resultats en 1, 2, 2+1 dimensions a científics humans). Aixina, a la seua volta, apareix la pregunta de si este tipo de models que s'investiguen en esta modelació abstracta (i aparats experimentals potencialment impossibles) puguen ser considerats 'científics'. Les formes de sis dimensions de Calabi-Yau poden contar en dimensions adicionals per la teoria de supercuerdas.
Una teoria que la generalisa és la teoria de branas, en a on les cordes són substituïdes per constituents elementals de tipo "membrana", d'ahí el seu nom. L'existència de 10 dimensions és matemàticament necessària per a evitar la presència d'incongruències matemàtiques en el seu enunciat.
Vore també
[editar | editar còdic]- Branas, P-branas, D-branas.
- Dualitat-T, Dualitat-S, Dualitat-O
- Física teòrica
- L'univers elegant
- Teoria de la gran unificació
- Teoria de cordes
- Teoria M
- Una teoria del tot excepcionalment simple
- Varietat de Calabi-Yau
- Juan Martín Maldacena
- Correspondència AdS/CFT
Referències
[editar | editar còdic]Bibliografia
[editar | editar còdic]- arXiv:9908142. (Text en espanyol)
- arXiv:hep-ex/0008017. (Text en espanyol)
- Este artícul conté una traducció derivada de «Teoría de supercuerdas» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.