¿Cómo se relaciona la teoría de cuerdas con la mecánica cuántica?

La mecánica cuántica es un marco general en el que puedes construir modelos físicos. La teoría de cuerdas es uno de esos modelos.

Permítanme dar un paso atrás y explicar lo que quiero decir con un “marco general”. Otro conocido “marco general” es la física newtoniana. No es simplemente un modelo único de física. Describe cómo interactúan las fuerzas y las masas (por ejemplo, a través de F = ma) pero no especifica cuáles son esas masas y fuerzas. Entonces, dentro del marco de la física newtoniana, hay muchos fenómenos físicos diferentes que podrías considerar, siempre y cuando describas estos fenómenos en términos de masas y fuerzas.

La mecánica cuántica es similar. Reemplaza fuerzas y masas con diferentes conjuntos de objetos. Pero no dice específicamente cuáles deberían ser esos objetos. Simplemente da el marco que dice cómo deberían interactuar estos objetos, dado que has hipotetizado qué objetos existen.

La relación entre la mecánica cuántica y la teoría de cuerdas es simplemente esta: la teoría de cuerdas es solo un ejemplo de un modelo físico que puedes construir dentro del marco cuántico. No agrega ningún principio fundamental nuevo a la mecánica cuántica y no contradice la mecánica cuántica. Responde a la pregunta “si tengo cadenas con estas propiedades y supongo que están descritas por los principios habituales de la mecánica cuántica, ¿qué harían?”.

En cierto sentido, la idea de la teoría de cuerdas es independiente de la mecánica cuántica. También puede hacer la pregunta “si tengo cadenas con estas propiedades y supongo que están descritas por los principios habituales de la mecánica newtoniana, ¿qué harían?”. Resulta ser una pregunta mucho menos interesante.

La teoría de cuerdas es un intento de unir la mecánica cuántica y la relatividad general en una teoría unificada.

Esto es necesario porque la mecánica cuántica y la relatividad general ofrecen explicaciones teóricas para nuestro universo a diferentes escalas. La mecánica cuántica ofrece explicaciones de fenómenos en una escala increíblemente pequeña de electrones, protones, neutrones, etc. La relatividad general, por otro lado, ofrece explicaciones de fenómenos en la escala de personas, rocas, planetas, galaxias y el universo.

Pero ambos se rompen cuando salen de su escala.

Lo que los científicos esperan hacer con la teoría de cuerdas y otras teorías de unificación como esta es crear una teoría que permita interpretaciones a todas las escalas.