Teorí­a de Cuerdas

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teoria de cuerdas
Albert Einstein, después de formular la teorí­a de la relatividad, dedicó el resto su vida a desarrollar una Teorí­a unificada de campos, a buscar una serie de ecuaciones que unieran dos fuerzas aparentemente no relacionadas: la gravedad y el electromagnetismo. Este sueño de la ciencia, que nació cuando Newton – el primer “fí­sico teórico – inventó el cálculo para describir el movimiento de la caí­da de los cuerpos y la órbita de los planetas, era, y es ahora más que nunca, el de describir todas las fuerzas de la naturaleza mediante una única ecuación, pudo con él, y al final de su vida confesó, no sin razón: “Soy visto como algún tipo de objeto aterrorizado, ensordecido y cegado por los años”.

Hoy en dí­a, los fenómenos ocurridos en la naturaleza son debidos a las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética y las fuerzas de interacción fuerte (mantiene unido el núcleo atómico) y débil (relacionada con la radiación) (son fuerzas nucleares).

Estas fuerzas pueden explicarse mediante la mecánica cuántica, es decir, a través del estudio de partí­culas muy pequeñas, atómicas y subatómicas. El concepto de partí­cula “muy pequeña” atiende al tamaño en el cual comienzan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud arbitraria y simultáneamente la posición y el momento de una partí­cula. Todas excepto la fuerza gravitacional.

Esta suma de conocimientos se conoce como modelo estandard de la fí­sica de partí­culas. Este modelo está formado por estas cuatro fuerzas y las partí­culas que forman el mundo, que son doce: Seis de ellos son quarks (arriba, abajo, encanto, extraño, fondo y cima). Un protón, por ejemplo, está formado por dos quarks arriba y uno abajo. Los otros seis son leptones (electrón, muón, tauón y tres neutrinos. Cada una de estas fuerzas es producida por partí­culas fundamentales que actúan como portadoras de la fuerza. Un ejemplo gráfico es el fotón, una partí­cula de luz, que es la mediadora de las fuerzas electromagnéticas. Esto quiere decir que, por ejemplo, cuando un imán atrae a un clavo, es porque ambos objetos están intercambiando fotones. El gravitón es la partí­cula asociada con la gravedad. La interacción fuerte es producida por ocho partí­culas conocidas como gluones. Y la interacción débil es transmitida por tres partí­culas, los bosones W+, W- , y Z.

La dificultad está en desarrollar una teorí­a cuántica de la gravedad. Todo es debido a que se considera a las partí­culas como puntuales y unidimensionales. Sin embargo, la TC considera a dichas partí­culas como cuerdas, lo que permite finalmente definir a la gravedad de forma cuántica.

Una cuerda, además de moverse como una partí­cula puntual, puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, desde lejos, incapaces de discernir que se trata realmente de una cuerda, vemos un electrón. Pero si oscila de otra manera, entonces vemos un fotón, o un quark, o cualquier otra de las partí­culas del modelo estándar.

El término teorí­a de cuerda se refiere en realidad a las teorí­as de cuerdas bosónicas de 26 dimensiones y la teorí­a de supercuerdas de 10 dimensiones, esta última descubierta al añadir supersimetrí­a a la teorí­a de cuerdas bosónica.

Hoy en dí­a la teorí­a de cuerdas se suele referir a la variante supersimétrica mientras que la antigua se llama por el nombre completo de “teorí­a de cuerdas bosónicas”. Las diferentes teorí­as de supercuerdas demostraron ser diferentes lí­mites de una desconocida teorí­a de 11 dimensiones llamada Teorí­a-M (contiene no sólo cuerdas, sino además una variedad de objetos no perturbativos, extendidos en varias dimensiones, que se llama colectivamente branas).

La teorí­a de supercuerdas está fundamentada en 11 dimensiones (tiempo, las 3 del espacio, 6 adicionales resabiadas o “compactadas” y una que las va englobando formando “membranas” de las cuales se podrí­a escapar parte de la gravedad de ellas en forma de “gravitones”). Es una teorí­a supersimétrica, no ha contradicho ninguna de
las teorí­as fí­sicas existentes, y mejor aún, tiene en su interior a las cuatro fuerzas fundamentales, lo que significa tener una teorí­a unificada. Sin embargo, no ha hecho una predicción concreta, debido a que tiene un número muy grande de soluciones y todaví­a no se entiende en gran detalle la dinámica de la misma, pero sí­ se tienen excelentes postdicciones: la gravedad y el modelo estándar.

Pero el desencanto es grande entre la comunidad cientí­fica por sus varias dificultades e incongruencias, y la mayorí­a la considera solamente una curiosidad matemática.

Sin embargo, estos dí­as se comenta como primera “posible evidencia” de la teorí­a de cuerdas un experimento realizado por la Northeastern University y la Universidad de California a través del detector de neutrinos del Polo Sur, llamado Amanda, que podrí­a evidenciar la existencia de dimensiones “extra”.

Esta existencia abre la posibilidad de objetos más complejos. Además de las cuerdas, que se extienden en una única dimensión, es posible tener objetos con dos, tres o más dimensiones. Éstas son las membranas dando lugar a la posibilidad de que nuestro universo sea una tri-brana.

Además, el descubrimiento reciente de dos galaxias parecidas ha conducido a fí­sicos un paso más cerca hacia el encuentro de la última teorí­a de todo. ¿Podrí­an dos galaxias parecidas, separadas apenas un pelo en el cielo nocturno, anunciar una revolución en nuestra comprensión de la fí­sica fundamental?. Algunos fí­sicos creen que las dos galaxias son la misma –su imagen ha sido dividida en dos, mantienen, por una ” cuerda cósmica”; una Falla de San Andrés en el tejido mismo del espacio y el tiempo.

Si esta interpretación es correcta, entonces CSL-1 –el nombre de la curiosa galaxia doble—es la primera evidencia concreta para la “teorí­a de las supercuerdas” (Más sobre este apunte en Physorg y Astroseti).

Enlaces:

The Official String Theory Web Site
Wikipedia
Astrocosmo
Teorí­a de cuerdas, Big-Bang y Agujeros Negros
¿Qué es la teorí­a de cuerdas?
Time
The Theory of Strings: A Detailed Introduction

Actualización (07-02-06): “En los últimos años la Teorí­a de Cuerdas ha ido ganando adeptos dentro de la Fí­sica Teórica, pasando de ser considerada una locura a la posible y mí­tica “Teorí­a del Todo”. En esta primera parte conoceremos los antecedentes y bases previas de esta Teorí­a para adentrarnos en la segunda parte a un estudio más detallado de la teorí­a en sí­.” Artí­culo en astroseti titulado “La Teorí­a de Cuerdas: Una introducción detallada (I)

Actualización (10-03-2006): “En esta segunda y última entrega entraremos a analizar más en profundidad la Teorí­a de Cuerdas, sus propiedades y las implicaciones de las mismas” en Astroseti. La Teorí­a de Cuerdas: Una introducción detallada (II)

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4 Comentarios

  1. Hola!
    lol, muy interesante, soy adicto a leer ese tipo de temas, de hecho, comprendo algunos, y otros no, en si, queria pedir algo acerca del principio de exclusion de pauli, ya que, wikipedia nolo deja muy claro je je je
    en fi, gracias y seguire leyendo
    Shadowoftime@hotmail.es
    mi correo =D
    jeje

  2. segun tengo entendido, por documentales q he visto, las particulas no son cuerdas en si, sino que estan formadas por millones de cuerdas, recuerdo que un de esos documentales ejemplificaba: si tomamos a un solo atomo como del tamaño de nuestro sistema solar una cuerda no seria mas grande que un arbol corriente en la tierra.
    muy buen blog, interesantes temas.

  3. este es un tema muy interesante pues por primera vez cuando lo lei me fascino es sobre un universo infinito donde vivimos la pregunta es como esta hecho el universo es correcto decir q esta conformado por una infinidad de particulas q depende de la oscilacion de esas cuerdas q esta conformado por miles de particulas puede ser un electron, un foton o un quark …bueno podria pedirles a todas la s personas q tengan una informacion mas sobre este tema me lo mandarian por mi e_ mail es : se los agradeceria por favor .. y sigan entrando a estas paginas .

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