¿Cuál era el propósito de las cuerdas en la teoría de cuerdas? ¿Qué podrían hacer supuestamente las cadenas unidimensionales que los puntos supuestamente no podrían hacer?

Así es como lo aprendí hace muchos años, cuando la teoría de cuerdas era realmente sobre cuerdas. Primero, comencemos con un problema de la teoría de campo cuántico regular, que podré explicar solo en los términos más crudos. En la teoría de campo cuántico, ciertas cantidades que puedes calcular son divergentes, debido al hecho de que dos interacciones de partículas pueden ocurrir arbitrariamente cerca una de la otra. En otras palabras, se puede emitir una partícula y luego reabsorberse a cierta distancia con cierta probabilidad. Aparentemente, a medida que la distancia entre la emisión y la absorción se acerca cada vez más, los cálculos se complican y el hecho de que la probabilidad de que esto ocurra es pequeña, no es lo suficientemente pequeña. Esto no es realmente un gran problema, pero probablemente no sea correcto porque, en las escalas más pequeñas, la teoría del campo cuántico probablemente no sea correcta y, por lo tanto, estamos calculando las probabilidades de que esto suceda incorrectamente. Hay soluciones para solucionar esto, pero, al final del día, ciertas cantidades no pueden calcularse sin una teoría que funcione mejor en las distancias más pequeñas.

Lo que hacen las cadenas es proporcionar una teoría alternativa para las escalas más pequeñas en las que las interacciones de partículas se “difuminan” en toda la región de la cadena. Esto parece resolver el problema de los resultados infinitos de la teoría del campo cuántico ajustando las probabilidades adecuadamente para que muchas respuestas ya no sean infinitas. También le da una interpretación natural de diferentes partículas como los estados vibratorios de una cuerda. Luego, las personas descubrieron que las cuerdas necesariamente tienen un estado vibratorio que se comporta igual que el gravitón y probaron que una modificación de la Relatividad General debe ser cierta en la teoría de cuerdas.

Tenga en cuenta que lo anterior es una historia “justa” inventada después del hecho. La teoría de cuerdas en realidad surgió como un modelo difunto e incorrecto para la fuerza fuerte, basado en la aparente similitud de alguna función especial con algunos datos experimentales. Lo de las cuerdas fue un accidente (según tengo entendido) que explicó por qué esa función especial debería haber surgido en la física. Resultó que la correspondencia entre la función especial y lo que se suponía que iba a predecir no era realmente correcta. Sin embargo, la teoría de cuerdas resucitó cuando alguien descubrió que predecía la gravedad como una consecuencia necesaria.

Más tarde resultó, sin embargo, que la teoría de cuerdas no acomodaba ninguna de las otras partículas que sabemos que existen fácilmente. También resultó que la teoría de cuerdas requería que el universo tuviera 10 dimensiones para ser consistente. Para ocultar los seis adicionales, la teoría de cuerdas perdió mucho de su poder predictivo potencial.

Sin embargo, sigue siendo la única teoría cuántica que siempre tiene gravedad y muchos físicos aún sospechan que contiene una clave para la teoría correcta que une la teoría de la gravedad y el campo cuántico.

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