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1/6/07 - DJ:

Teoría de cuerdas: Aún sigue viva

Un lujurioso teórico de cuerdas es encontrado por su esposa con otra mujer. "Pero querida", suplica él, "Puedo explicarlo todo!"
Yo no inventé el chiste; apareció en la revista satírica The Onion [La cebolla]. Lo increíble es que la gente lo entiende! Aparentemente la persona de la calle está familiarizada con el pensamiento actual de física de alta energía para saber que la teoría de cuerdas -la idea de que los bloques constitutivos últimos de la naturaleza son bucles cuantizados de cuerdas, no partículas elementales puntuales- es nuestra candidata líder para una teoría que, en efecto, "explicaría todo".
Vía Sean Carroll, Cosmic Variance Blog

¿Qué es una manzana? (o cualquier otra cosa)
Bien, si se escarba profundamente, los teóricos de cuerdas dicen, se encontrarán pequeñas, vibrantes cuerdas.


Pero, a pesar de captar la imaginación popular, la teoría de cuerdas ha caído en tiempos difíciles últimamente, al menos en las relaciones públicas. Leemos artículos como “Hanging on by a Thread” (USA Today), “Theorists snap over string pieces” (Nature) and “The Unraveling of String Theory” (Time). Mucha de la atención dada al esceptisismo en las cuerdas puede ser rastreado a libros de Lee Smolin y Peter Woit que aparecieron el año pasado. Pero esas no son la únicas fuentes; crecientemente, físicos profesionales están dispuestos a pronunciar la falla del ambicioso proyecto de la teoría de cuerdas de unir todas las fuerzas de la naturaleza.

Así que, ¿eso es todo? ¿Está la teoría de cuerdas en su último aliento? No, en absoluto. Al menos, no si medimos la salud del campo por criterios más académicos. Los teóricos de cuerdas todavía están siendo contratados por las universidades en número sustantivo; nuevos graduados están acudiendo a la teoría de cuerdas para hacer su tesis doctoral; y, más importante, la teoría continúa siendo nuestra idea más prometedora para salvar el vacío entre la mecánica cuántica y la gravedad.

La teoría de cuerdas es única; nunca se ha dedicado tanto esfuerzo en explorar una idea en física sin el beneficio de una prueba experimental directa. Una importante razón para esto ha sido la ausencia de sorpresas experimentales en la física de altas energías; por treinta años, el modelo estándard de partículas físicas ha resistido todos los desafíos. Pero incluso eso no ha sido suficiente para persuadir a los teóricos a pensar acerca del famoso difícil problema de la gravedad cuántica si la teoría de cuerdas no hubiera venido a presentar una sorprendentemente promisoria aproximación.

En los años '70 se hizo patente que la teoría de cuerdas era una teoría de gravedad cuántica, sea que nos guste o no -ciertas cuerdas vibrantes tienen las correctas propiedades para representar gravitones, transportadores de la fuerza gravitacional. Así, esta característica distinguió a la teoría de cuerdas de otros enfoques; mientras que los análisis en gravedad cuántica tendían a correr hacia callejones sin salida, aquí había una teoría cuántica que insistía en la gravedad!

En los '80 el triunfo del Modelo Estándar se hizo completo, y el trabajo de Michael Green y John Schwarz demostró que la teoría de cuerdas era un marco consistente. Físicos que nunca habían pensado en dedicarse a la gravedad cuántica, rápidamente estuvieron inmersos en la teoría de cuerdas. Cierto, había cinco diferentes versiones de la teoría de cuerdas, y todas vivían en diez dimensiones. El truco sería hallar la forma correcta de compactar aquellas dimensiones extra a las cuatro que todos conocemos y amamos, y la conexión con la observación sería establecida.

Eso no ocurrió, pero los '90 fueron sin embargo un boom. Se hizo patente que aquellas cinco versiones de la teoría eran diferentes manifestaciones de una simple estructura subyacente, la teoría M. Se desarrollaron las herramientas, en ciertas circunstancias especiales, para abordar el famoso problema introducido por Stephen Hawking en los '70 -calculando la entropía de los agujeros negros. Increíblemente, la teoría de cuerdas dio precisamente la respuesta correcta. Más y más personas se convencieron de que había algo cierto en esta teoría, incluso si no la entendemos muy bien, y aunque la conexión con los experimentos permanecían elusivos.

Desde el 2000, el progreso ha sido más lento. En la mitad de los '90 parecía que había una revolución cada mes, y -quizás no tan sorprendentemente- ese ya no es el caso. En vez de encontrar una única forma de ir de las diez dimensiones a cuatro, las ideas actuales sugieren que podríamos estar ante 10 500 o más posibilidades, no es precisamente única. Es posible -quizás- que sólo un pequeño número de esas posibilidades están cerca del mundo que observamos, así que hay aún predicciones concretas que realizar. No lo sabemos, y podría ser una ilusión.

La verdad permanece -el milagro que hace a las personas exitarse acerca de la teoría de cuerdas en primer lugar no se ha ido. El mayor obstáculo en progresar es que no entendemos la teoría de cuerdas muy bien;es una colección de bits y piezas que muestran una sugerente promesa, pero no encajan todavía en un todo coherente. Pero es una teoría de gravedad cuántica, es compatible con todo lo que sabemos sobre partículas físicas, y continúa proveyendo nuevas formas de comenzar a pensar acerca del tiempo y el espacio.

Mientras tanto, efectos positivos de la teoría de cuerdas continúan proliferando. Ideas acerca de branas de dimensiones mayores han revigorizado los modelos de construcción en física de partículas más convencional. Ha proveído profundas numerosas percepciones físicas a matemáticas puras. Los cosmólogos que piensan acerca del universo primitivo atienden crecientemente a las ideas de la teoría de cuerdas. Y un promisorio nuevo acercamiento ha conectado la teoría de cuerdas con la dinámica del plasma quark-gluón observado en aceleradores de partículas.

En última instancia, por supuesto, la teoría de cuerdas debe tomar contacto con datos en orden de permanecer relevante y interesante. Pero las ideas profundas no vienen con fecha de vencimiento; ese contacto puede venir el próximo año, dentro de diez años, o en una centuria. Mientras tanto, la relativa importancia de la teoría de cuerdas con la comunicad de la física de altas energías está asociada para dar un éxito, como resultado de la promesa del Large Hadron Collider para llevarnos más allá del Modelo Estándar con nuevos rompecabezas experimentales que resolver. Un resurgente interés en más física de partículas fenomenológica es ya fácil de discernir en la contratación de patrones y los intereses de los estudiantes graduados.

Pero la teoría de cuerdas no va a desaparecer. La gravedad existe, y la mecánica cuántica existe, y las dos deberán ser reconciliadas. Ambiciosos físicos teóricos continuarán persiguiendo la teoría de cuerdas, al menos hasta que una idea aún mejor sobrevenga - e incluso entonces, las posibilidades son buenas de que algo de las cuerdas sea parte de la historia final.


Links relacionados


  • Sean Carroll es un Investigador Senior en el Departamento de Física en el Instituto de Tecnlogía de California. Es autor del blog Cosmic Variance en el cual reprodujo el artículo que escribió para NewScientist, titulado :"String theory: it's not dead yet" el 19 de mayo.
    Su página web es http://preposterousuniverse.com/


  • The Official String Theory Web Site


  • Nova: El universo elegante, de Brian Green.


  • strings@ar, una home page que nuclea a una red de investigadores argentinos que trabajan en Teoría de Cuerdas, Física Teórica de Altas Energías, Cosmología y Gravitación. El objetivo de esta página es crear un medio de interacción y encuentro entre quienes trabajan en estos temas en el país e investigadores argentinos que se encuentran en el exterior.



  • Las cuerdas que sostienen el mundo
    DIALOGO CON CARMEN NUÑEZ, ASTRONOMA
    Página/12


  • Mi Playlist de videos de Youtube sobre El Universo Elegante, serie de Brian Green.



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