Ni siquiera intentamos encontrarlo. Ese es el giro.
Los fisiastas que buscaban un mejor control de la gravedad cuántica se toparon de cabeza con el ADN de la teoría de cuerdas. Fue completamente accidental. Estaban sondeando colisiones de partículas de alta energía. Querían arreglar las matemáticas. En cambio, encontraron cuerdas.
Cortando La Manzana
Imagina una manzana. Lo cortaste por la mitad. Luego cuartos. Hasta las moléculas. Átomos. Protones. Quarks.
La teoría de cuerdas dice que puedes ir más allá. Más profundo que los protones. La naturaleza no está hecha de puntos. Está hecho de hilos vibrantes.
Suena a ciencia ficción, pero las raíces son viejas. Desarrollado en los años 60. ¿El objetivo? Fusiona las cosas pequeñas con las grandes.
- Mecánica cuántica * maneja lo pequeño. * Relatividad general * maneja la gravedad. Se odian el uno al otro. Matemáticamente. Cuando intentas forzar la gravedad en la caja cuántica, las ecuaciones explotan. Se rompen.
La teoría de cuerdas ofrece una salida. Reemplace las partículas puntuales con bucles de cuerda. Agite la cuerda de manera diferente. Obtienes partículas diferentes. Una sacudida es un electrón. Otro es un * gravitón — , el portador fantasmal de la gravedad. También exige al menos 10 dimensiones. Solo vemos cuatro. ¿El resto? Oculto.
¿Probando esto? Imposible. Ahora mismo.
Para ver una cuerda, necesitas energía que desafíe la imaginación. Un acelerador de partículas del tamaño de toda nuestra galaxia. No tenemos eso.
Entonces, los físicos hicieron trampa. O se volvió inteligente. Depende a quién le preguntes.
Arranque O Busto
Si no puedes mirar directamente, mira de reojo.
Un equipo de Caltech, NYU y un instituto de Barcelona decidieron utilizar el método “bootstrap”. Ignora la teoría completa. Empieza con casi nada. Algunas reglas básicas sobre cómo la naturaleza *debería * comportarse a energías extremas.
Vea qué matemáticas aparecen.
Comenzaron con suposiciones mínimas. Solo comportamiento disperso. Entonces, sin que nadie se lo dijera, las matemáticas crecieron.
“Las cuerdas simplemente se cayeron.”
Clifford Cheung, de Caltech, dice que no tenían ninguna suposición sobre las cuerdas. Sin cadenas en la entrada. ¿Sin embargo, la salida? Firma pura de la teoría de cuerdas.
“No comenzamos con nada sobre cuerdas en absoluto… la solución contenía la piedra angular.”
¿Es una prueba? No.
Es significativo porque las matemáticas *podrían * haber ido a cualquier parte. No fue así, siguió un camino único directamente al reino fibroso.
Una Torre Infinita De Basura
Esto es lo que encontraron: el espectro de cuerdas.
A finales de los 60, Gabriele Veneziano vio un desorden de datos. Los colisionadores de partículas escupen un chorro de” basura”, partículas de masa variable. Nadie sabía lo que eran. Veneziano escribió una función. Encajaba perfectamente.
Reveló una torre infinita de partículas. Aumento de masa. Girar aumentando. Ordenado. Caótico.
“Nadie tenía idea de lo que estaba pasando.”
Más tarde nos dimos cuenta de que esas partículas son como armónicos musicales. Una cuerda de violín. Nota fundamental. Luego armónicos.
La teoría de cuerdas es música para la realidad. Vibraciones diferentes. Partículas diferentes.
Luego llegó 1974. John Schwarz y Joel Scherk tuvieron una epifanía.
La teoría no solo se ajustaba a las partículas. Tenía que incluir la gravedad.
A nadie le importaba la gravedad en ese entonces. De verdad. A los físicos les gustaban las cosas difíciles. Pero la relatividad general se descompone a alta energía. Es una aproximación de baja energía. ¿Teoría de cuerdas? Se mantiene bien portado. Mantuvo su forma cuando otros se desmoronaron.
Schwarz recuerda la emoción.
“Alguna versión de la teoría de cuerdas podría proporcionar… una teoría cuántica unificada.”
Una cuerda, muchas vibraciones. Cuerdas abiertas. Cuerdas cerradas. Fotones. Gravitones. Todos bailando en el mismo marco.
When Gravity Gets It Wrong
Hablemos del modo de falla.
Colisiones de alta energía cerca de la* escala de Planck * destrozan la física estándar. ¿Cruzas los números con la relatividad general?
Boom. Infinitos. Tonterías.
“Si tomas la relatividad general… obtienes un resultado que no tiene ningún sentido nuevo. Todo se rompe por completo.”
La teoría de cuerdas esquiva esto. Tiene un truco: ultrasuave.
A medida que aumenta la energía, las interacciones se suavizan. Dejan de ser violentos. Dejan de dispersarse tan agresivamente. Las matemáticas se mantienen tranquilas. No diverge hasta el infinito.
Cheung lo expresa de esta manera. ¿Partículas a estas energías? Apenas quieren tocarse.
“Es como las partículas… preferiría pasar libremente.”
Los investigadores utilizaron dos ideas centrales para forzar los cálculos:
– Comportamiento ultrasuave
– *Ceros mínimos * (límites sobre dónde la probabilidad llega a cero)
Esas dos reglas forzaron la solución.
Viejas Ideas, Nueva Vida
Clifford Cheung llama a este método como un rompecabezas de sudoku. Pocas pistas. Una cuadrícula perfecta.
“La profunda ironía es… súper retro. Es un viejo.”
En realidad, es historia antigua en años de física. La idea de bootstrap es antigua. Steven Frautschi. Geoffrey Chew. Jugaron a este juego en los años 60 antes de que desapareciera.
“No empezaron con cuerdas… pero más bien surgieron soluciones.”
Hirosi Ooguri de Caltech lo llama un avivamiento. Las herramientas son mejores ahora. Entendemos los conceptos básicos más profundamente. Podemos traducir suposiciones en predicciones más rápido.
El equipo, incluido Grant Remmen de la Universidad de Nueva York, demostró que las reglas básicas de consistencia conducen directamente a la torre infinita de partículas masivas.
Surgió automáticamente.
De casi nada.
Referencia: “Cuerdas de casi nada”. Aceptado en Cartas de Revisión Física. DOI: 10.111 / cw4p-cq7
La financiación provino del Departamento de Energía de EE. UU., los institutos Caltech, NYU fellowship y EU next generation funds. Michele Tarquini y Francesco Sciotti también contribuyeron.
Encontramos cuerdas ignorándolas. Te hace preguntarte. ¿El universo es solo matemática resolviéndose a sí mismo?
Quizás.
