Hice una investigación histórica (!!) sobre el problema de la divergencia el año pasado. Es un problema complicado para aquellos que no están familiarizados con el cálculo y la mecánica cuántica, pero trataré de mantenerlo simple y cercano a la verdad.
En mecánica cuántica, tomamos un enfoque probabalístico de las cosas. Una partícula no tiene una posición fija; tiene una función matemática que describe la posibilidad de que esa partícula se encuentre en un lugar determinado en un momento dado. Dicha función se llama función de onda .
El problema de divergencia es un problema que ocurre cuando tratamos de determinar las funciones de onda en la teoría cuántica de campos. La función de onda determinada mediante métodos clásicos hace algo extraño: a veces adquiere valores “infinitos”.
- En física cuántica, ¿cómo puede un observador evitar que una partícula realice su 'superposición', y cómo sabe una partícula que está siendo observada?
- ¿Hay algo más pequeño que una longitud de Planck?
- Si cada partícula en un sistema aislado fuera reemplazada simultáneamente con su antipartícula, ¿evolucionaría el sistema hacia atrás?
- ¿Es la teoría de cuerdas solo una carga de tonterías?
- ¿La singularidad de un agujero negro es menor que la distancia de Planck?
Esto es bastante absurdo desde el punto de vista de la física. La función de onda está destinada a predecir las probabilidades de que algo suceda. 10% o 50% son valores aceptables de la función de onda, pero el porcentaje “infinito” es una noción inexplicable.
Entonces, ¿de dónde proviene este problema? Técnicamente, se deriva de una integral divergente , que es un término en cálculo. Prácticamente, el problema es mucho más intrigante. El problema de divergencia es causado por el tamaño infinitamente pequeño de partículas fundamentales que postula la mecánica cuántica.
La mecánica cuántica dice que todos los tamaños de partícula (los tamaños del electrón, el gluón y más) son 0. Y es precisamente esta infinita pequeñez la que hace que las integrales se vuelvan divergentes y que aparezcan infinitos en nuestras teorías.
? Entonces, como lo arreglamos? La mayoría de los científicos usan un proceso llamado renormalización . Pero, obviamente, la solución más simple es esta:
¡Dale a las partículas un tamaño distinto de cero!
La forma más fácil de tener una partícula sería una cadena unidimensional. Al borrar los ceros, dejamos de obtener infinitos: nuestras funciones de onda se vuelven “normales” nuevamente. Esta idea dio origen a la teoría de cuerdas.
Sin embargo, la teoría de cuerdas es un marco extremadamente complicado. Hace muchas promesas que apenas puede cumplir en la práctica. Tenga mucho, mucho cuidado apostando su dinero en efectivo en la teoría.
