Teora de cuerdas

Cmo son las interacciones en el mundo subatmico?: lneasespacio-tiempo como las partculas subatmicas. en el Modeloestndar (izquierda) o Cuerda cerrada sin extremos y en formade crculo como arma la teora de cuerdas (derecha).

La teora de cuerdas es un modelo fundamental de fsicaterica que bsicamente asume que las partculas mate-riales aparentemente puntuales son en realidad estadosvibracionales de un objeto extendido ms bsico llama-do cuerda o lamento.[1]

De acuerdo con esta propuesta, un electrn no es un pun-to sin estructura interna y de dimensin cero, sino unamasijo de cuerdas minsculas que vibran en un espacio-tiempo dems de cuatro dimensiones. Un punto no puedehacer nada ms que moverse en un espacio tridimensio-nal. De acuerdo con esta teora, a nivel microscpicose percibira que el electrn no es en realidad un punto,sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede ha-cer algo adems de moverse; puede oscilar de diferentesmaneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macrosc-picamente veramos un electrn; pero si oscila de otra ma-nera, entonces veramos un fotn, o un quark, o cualquierotra partcula del modelo estndar. Esta teora, ampliadacon otras como la de las supercuerdas o la Teora M, pre-tende alejarse de la concepcin del punto-partcula.La siguiente formulacin de una teora de cuerdas se debea Jel Scherk y John Henry Schwarz, que en 1974 publi-caron un artculo en el que mostraban que una teora ba-sada en objetos unidimensionales o cuerdas en lugar departculas puntuales poda describir la fuerza gravitatoria.Aunque estas ideas no recibieron en ese momento mu-cha atencin hasta la Primera revolucin de supercuerdasde 1984. De acuerdo con la formulacin de la teora decuerdas surgida de esta revolucin, las teoras de cuerdaspueden considerarse de hecho un caso general de teorade Kaluza-Klein cuantizada. Las ideas fundamentales sondos:

Niveles de aumento de la materia:

1. Materia.2. Estructura molecular.3. tomos.4. Electrones.5. Quarks.6. Cuerdas.

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2 2 VARIANTES DE LA TEORA

Los objetos bsicos de la teora no seran partculaspuntuales sino objetos unidimensionales extendidos(en las cinco teoras de cuerdas convencionales estosobjetos eran unidimensionales o cuerdas"; actual-mente en la teora-M se admiten tambin de dimen-sin superior o p-branas). Esto renormaliza algu-nos innitos de los clculos perturbativos.

El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdasy p-branas de la teora no sera el espacio-tiempoordinario de 4 dimensiones sino un espacio de ti-po Kaluza-Klein, en el que a las cuatro dimensionesconvencionales se aaden 6 dimensiones compacti-cadas en forma de variedad de Calabi-Yau. Por tan-to convencionalmente en la teora de cuerdas existe1 dimensin temporal, 3 dimensiones espaciales or-dinarias y 7 dimensiones compacticadas e inobser-vables en la prctica.

La inobservabilidad de las dimensiones adicionales es-t ligada al hecho de que stas estaran compacticadas,y slo seran relevantes a escalas pequeas comparablescon la longitud de Planck. Igualmente, con la precisin demedida convencional las cuerdas cerradas con una longi-tud similar a la longitud de Planck se asemejaran a par-tculas puntuales.

1 Desarrollos posteriores

Tras la introduccin de las teoras de cuerdas, se consi-der la conveniencia de introducir el principio de que lateora fuera supersimtrica; es decir, que admitiera unasimetra abstracta que relacionara fermiones y bosones.Actualmente la mayora de tericos de cuerdas trabajanen teoras supersimtricas; de ah que la teora de cuerdasactualmente se llame teora de supercuerdas. Esta ltimateora es bsicamente una teora de cuerdas supersimtri-ca; es decir, que es invariante bajo transformaciones desupersimetra.Actualmente existen cinco teoras de supercuerdas rela-cionadas con los cinco modos que se conocen de imple-mentar la supersimetra en el modelo de cuerdas. Aunquedicha multiplicidad de teoras desconcert a los especia-listas durante ms de una dcada, el saber convencionalactual sugiere que las cinco teoras son casos lmites deuna teora nica sobre un espacio de 11 dimensiones (las3 del espacio, 1 temporal y 6 adicionales resabiadas o"compactadas" y 1 que las engloba formando membra-nas de las cuales se podra escapar parte de la gravedadde ellas en forma de "gravitones"). Esta teora nica, lla-mada teora M, de la que slo se conoceran algunos as-pectos, fue conjeturada en 1995.

2 Variantes de la teora

La teora de supercuerdas es algo actual. En sus princi-pios (mediados de los aos 1980) aparecieron unas cincoteoras de cuerdas, las cuales despus fueron identica-das como lmites particulares de una sola teora: la teoraM. Las cinco versiones de la teora actualmente existen-tes, entre las que pueden establecerse varias relaciones dedualidad son:

1. La Teora de cuerdas de Tipo I, donde aparecentanto cuerdas y D-branas abiertas como cerradas,que se mueven sobre un espacio-tiempo de 10 di-mensiones. Las D-branas tienen 1, 5 y 9 dimensio-nes espaciales.

2. La Teora de cuerdas de Tipo IIA, es tambin unateora de 10 dimensiones pero que emplea slo cuer-das y D-branas cerradas. Incorpora los gravitones(partculas tericas asociadas al gravitn medianterelaciones de supersimetra). Usa D-branas de di-mensin 0, 2, 4, 6, y 8.

3. La Teora de cuerdas de Tipo IIB. Diere de lateora de tipo IIA principalmente en el hecho de queesta ltima es no quiral (conservando la paridad).

4. La Teora de cuerda hetertica SO(32)(Hetertica-O), basada en el grupo de sime-tra O(32).

5. La Teora de cuerda hetertica E8xE8(Hetertica-E), basada en el grupo de Lie ex-cepcional E8. Fue propuesta en 1987 por Gross,Harvey, Martinec y Rohm.

El trmino teora de cuerda se reere en realidad a las teo-ras de cuerdas bosnicas de 26 dimensiones y la teora desupercuerdas de 10 dimensiones, esta ltima descubiertaal aadir supersimetra a la teora de cuerdas bosnica.Hoy en da la teora de cuerdas se suele referir a la varian-te supersimtrica, mientras que la antigua se conoce porel nombre completo de teora de cuerdas bosnicas. En1995, Edward Witten conjetur que las cinco diferentesteoras de supercuerdas son casos lmite de una descono-cida teora de 11 dimensiones llamada Teora-M. La con-ferencia donde Witten mostr algunos de sus resultadosinici la llamada Segunda revolucin de supercuerdas.En esta teora M intervienen como objetos animados f-sicos fundamentales no slo cuerdas unidimensionales,sino toda una variedad de objetos no perturbativos, ex-tendidos en varias dimensiones, que se llaman colectiva-mente p-branas (este nombre es una afresis de mem-brana).

3.2 Impacto de la promocin de la teora en el mundo acadmico 3

3 Controversia sobre la teoraAunque la teora de cuerdas, segn sus defensores, pu-diera llegar a convertirse en una de las teoras fsicas mspredictivas, capaz de explicar algunas de las propiedadesms fundamentales de la naturaleza en trminos geom-tricos, los fsicos que han trabajado en ese campo hastala fecha no han podido hacer predicciones concretas conla precisin necesaria para confrontarlas con datos expe-rimentales. Dichos problemas de prediccin se deberan,segn el autor, a que el modelo no es falsable, y por tan-to, no es cientco,[2] o bien a que La teora de las su-percuerdas es tan ambiciosa que slo puede ser del todocorrecta o del todo equivocada. El nico problema es quesus matemticas son tan nuevas y tan difciles que durantevarias dcadas no sabremos cules son.[3]

si los tericos de cuerdas se equivocan,no pueden equivocarse slo un poco. Si lasnuevas dimensiones y las simestras no existen,consideraremos a los tericos de cuerdas unosde los mayores fracasados de la ciencia (...).Su historia constituir una leyenda moral decmo no hacer ciencia, de cmo no permitirque se sobrepasen tanto los lmites, hasta elpunto de convertir la conjetura terica enfantasaLee Smolin[4]

3.1 Falsacionismo y teora de cuerdasLa teora de cuerdas o la Teora M podran no serfalsables, segn sus crticos.[5][6][7][8][9] Diversos autoreshan declarado su preocupacin de que la Teora de cuer-das no sea falsable y como tal, siguiendo las tesis dellsofo de la ciencia Karl Popper, la Teora de cuerdassera equivalente a una pseudociencia.[10][11][12][13][14][15]

El lsofo de la ciencia Mario Bunge ha manifestado re-cientemente:

La consistencia, la sosticacin y labelleza nunca son sucientes en la inves-tigacin cientca.

La Teora de cuerdas es sospechosa (depseudociencia). Parece cientca porqueaborda un problema abierto que es a lavez importante y difcil, el de construiruna teora cuntica de la gravitacin. Pe-ro la teora postula que el espacio fsi-co tiene seis o siete dimensiones, en lu-gar de tres, simplemente para asegurarseconsistencia matemtica. Puesto que es-tas dimensiones extra son inobservables,y puesto que la teora se ha resistido a laconrmacin experimental durante ms

de tres dcadas, parece ciencia ccin, oal menos, ciencia fallida.

La fsica de partculas est inada consosticadas teoras matemticas quepostulan la existencia de entidadesextraas que no interactan de formaapreciable, o para nada en absoluto, conla materia ordinaria, y como consecuen-cia, quedan a salvo al ser indetectables.Puesto que estas teoras se encuentranen discrepancia con el conjunto de laFsica, y violan el requerimiento defalsacionismo, pueden calicarse depseudocientcas, incluso aunque llevenpululando un cuarto de siglo y se siganpublicando en las revistas cientcas msprestigiosas.Mario Bunge, 2006.[9]

3.2 Impacto de la promocin de la teoraen el mundo acadmico

Smoolin indica que la teora de cuerdas se ha converti-do en el principal camino de exploracin de las grandescuestiones de la fsica debido a una agresiva promocin,considerando que resulta prcticamente un "suicidio pro-fesional" para cualquier joven fsico terico no ingresaren sus las. Expone adems que a pesar de la escasa in-versin en [...] otros campos de investigacin, algunos deellos han avanzado ms que el de la teora de cuerdas.[4]

4 Vase tambin Correspondencia AdS/CFT El universo elegante Primera revolucin de supercuerdas, Segunda revo-lucin de supercuerdas

Teora M, Introduccin a la Teora M Una teora del todo excepcionalmente simple Dualidad-T, Dualidad-S, Dualidad-U

5 Referencias[1] Greene, Brian (2005). Brian Greene: Making sense of

string theory. TED.com (en ingls).

4 6 ENLACES EXTERNOS

[2] Sheldon Glashow, Interactions, Warner Books, NewYork,1988, p. 355

[3] Sheldon Glashow en The Superworld I, ed. A. Zichichi,Plenum, New York, 1990, p. 250

[4] Smolin, Lee (2007). Las dudas de la fsica en el siglo XXI :Es la teora de cuerdas un callejn sin salida?. Barcelona:Crtica. ISBN 8484329410.

[5] Smolin, Lee. Mariner Books, 2007. The trouble with Phy-sics. ISBN 0-618-91868-X

[6] Woit, Peter. Basic Books, 2007. Not even wrong. ISBN0-465-09276-4

[7] Sheldon Glashow & Paul Ginsparg, Desperately SeekingSuperstrings, Physics Today, mayo de 1986, p.7.

[8] Howard Georgi, en The New Physics,ed. Paul Davies,Cambridge University Press, Cambridge, 1989, p. 446

[9] Mario Bunge. Skeptical Inquirer (julio a agosto de 2006).

[10] Peter Woits Not Even Wrong weblog

[11] P. Woit (Columbia University) String theory: An Evalua-tion, Feb 2001, e-Print: physics/0102051

[12] P. Woit, Is String Theory Testable? INFN Rome March2007

[13] Lee Smolins The Trouble With Physics webpage

[14] The Trouble With String Theory.

[15] The Great String debate.Wisecracks y when Brian Gree-ne and Lawrence Krauss tangle over string theory.

14. http://www.nature.com/news/simulations-back-up-theory-that-universe-is-a-hologram-1.14328

5.1 Bibliografa de divulgacin

Brian R. Green: The elegant universe, 1999 [existeuna edicin espaola, El universo elegante, Ed. Cr-tica, Drakontos, ISBN 84-8432-781-7, 2006].

Teora de supercuerdas en Astrocosmo

Michio Kaku - Parallel Worlds , 2005 ,Doubleday

5.2 Artculos sobre teora de cuerdas

On QCD String Theory and AdS Dynamics

Status of Superstring and M-Theory

6 Enlaces externos Epsilones - Las muchas dimensiones del mundo f-sico

El universo elegante - sinopsis de la editorial Documental El universo Elegante, la teora de cuer-das (en tres partes)

Entrevista a Leonard Susskind (revista Suspiria) Conferencia de Brian Greene en TED posible prueba emprica de la teora de cuerdas

57 Texto e imgenes de origen, colaboradores y licencias7.1 Texto

Teora de cuerdas Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_cuerdas?oldid=83582702 Colaboradores: Suisui, 4lex, Sab-but, Moriel, Angela, JorgeGG, Robbot, Brane, Interwiki, Ascnder, Tano4595, El Moska, Xenoforme, Jecanre, Porao, Robotico, Casta2k,Digigalos, Boticario, Taichi, Emijrp, Magister Mathematicae, Aadrover, Unf, Chobot, Yrbot, Nemo, YurikBot, Wiki-Bot, Echani, Jdelrio,Ediazrod, Jos., Maldoror, Cheveri, Milo Rambaldi, CEM-bot, DRoBeR, Alejandrosilvestri, Pello~eswiki, JMCC1, Ignacio Icke, Papixu-looo, Retama, Davius, Antur, Tetrabrain, Erodrigufer, Ingenioso Hidalgo, Thijs!bot, Taikochu, Zupez zeta, Drake 81, RoyFocker, Priamus,Tarantino, Muro de Aguas, TXiKiBoT, Sa~eswiki, Gustronico, Humberto, Netito777, Sincro, Joniale, KanTago, Alesico, Plux, Ger-woman, Fernando cervera, Dpeinador, Judas Ali-Qu, Biasoli, Santi Monse, Urdangaray, Technopat, Galandil, Milnksergich, Lahi, Emilioar2000, Matdrodes, Fernando Estel, Synthebot, Yayoloco, Muro Bot, Alexandrosas, SieBot, Por la verdad, Elprincipedeladulcepena, FowlS-tar, BOTarate, Diegopisano, Pascow, Tecsie, Yonseca, Zoncera, Miguel, Minterior, SolveCoagula, Eduardosalg, Veon, Davo520, Petruss,Valentin estevanez navarro, Aipni-Lovrij, Osado, UA31, AVBOT, Orthanc Guardian, Ervando, Aletheia Lux, Diegusjaimes, Luckas-bot,FariBOT, Jotterbot, Yonidebot, Nixn, DirlBot, ArthurBot, SuperBraulio13, PAULOGARCIA2005, Jkbw, Rubinbot, FrescoBot, Peas-court~eswiki, Snakestay~eswiki, Botarel, AstaBOTh15, TiriBOT, RedBot, HMC.Puebla, Asoner, Foundling, Miss Manzana, Edslov, Afra-siab, EmausBot, ZroBot, Mecamtico, CLAMP96, Music everywhere, Araujojoan96, Cholostron, Lluciapou, Isabella1992, Antonorsi,KLBot2, AvocatoBot, MetroBot, Cusumbo333, Acratta, Minsbot, LlamaAl, Lu0490, Makecat-bot, Tenedora, HA Reyes, JacobRodrigues,G.R.O.'s Inc., Cristianjoe, Jarould, Siestecita y Annimos: 219

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Colaboradores: ? Artista original: ? Archivo:String_theory.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/String_theory.svg Licencia: CC BY 3.0 Co-

laboradores: Levels of magnication from [1] PBS: NOVA Artista original: MissMJ

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