La teoría de cuerdas, concebida hace más de 50 años como marco para explicar la composición de la materia, está implícita como un fenómeno “probado”. Pero un equipo de físicos ha dado un paso importante para validar la teoría de cuerdas utilizando un método matemático avanzado que apunta a su “inevitabilidad”.
La teoría de cuerdas postula que los componentes básicos de la naturaleza no son partículas, sino cuerdas vibrantes unidimensionales que se mueven a diferentes frecuencias que determinan el tipo de partícula que emerge, como la vibración de un instrumento de cuerda. formación notas musicales
En su trabajo, publicado en la revista cartas de examen físico, Investigadores de la Universidad de Nueva York y Caltech hicieron la siguiente pregunta: “¿Cuál es la pregunta matemática cuya única respuesta es la teoría de cuerdas?” Este enfoque para comprender la física se conoce como “bootstrap”, que recuerda al proverbio sobre “levantarse por sus propios medios”, produciendo resultados sin ayuda adicional o, en este caso, sin información.
Bootstrap ha permitido a los primeros físicos comprender por qué la relatividad general y diversas teorías de partículas (como las interacciones de los gluones dentro de los protones) son matemáticamente ineludibles: son, bajo ciertos criterios, las únicas estructuras matemáticas consistentes.
Sin embargo, la misma pregunta no había sido respondida anteriormente para la teoría de cuerdas: ¿qué criterio la determina de manera única al extraerla matemáticamente del conjunto de todas las teorías posibles?
i cartas de examen fisico Sobre el papel, los científicos descubrieron una manera de determinar las dimensiones de estas cuerdas, específicamente, su construcción mediante la creación de fórmulas matemáticas. Al imponer condiciones matemáticas especiales a sus fórmulas para las dimensiones de dispersión, que describen cómo interactúan las partículas y finalmente se forman, el grupo descubrió que las dimensiones de la teoría de cuerdas son las únicas constantes que han surgido como la respuesta.
“Este artículo proporciona una respuesta a esta pregunta de la teoría de cuerdas por primera vez”, dice Grant Reiman, becario postdoctoral James Arthur en el Centro de Cosmología y Física de Partículas de la Universidad de Nueva York y uno de los autores del artículo. “Ahora que se conocen estas condiciones matemáticas, estamos un paso más cerca de comprender por qué la teoría de cuerdas debería explicar nuestro universo”.
Los autores del artículo, entre ellos Clifford Cheung, profesor de física teórica en Caltech, y Aaron Hillman, investigador postdoctoral en Caltech, añaden que el avance podría ser útil para comprender mejor la gravedad cuántica. Busca combinar la teoría de la relatividad de Einstein, que explica la gravitación de masas, con la mecánica cuántica, que explica Actividad de partículas a pequeña escala.
“Este enfoque abre un nuevo campo de estudio en el análisis de las singularidades de las amplitudes de las cuerdas”, explica Reimann. “El desarrollo de las herramientas descritas en nuestra investigación puede utilizarse para investigar la perturbación de la teoría de cuerdas, lo que nos permitirá mapear el espacio de posibilidades de la gravedad cuántica”.
Esta investigación fue financiada por una subvención del Departamento de Energía de EE. UU. (DESC0011632).
