Cuerdas

Definición e historia de la Teoría de Cuerdas.

La teoría dice simplemente que los componentes del universo no son partículas (u ondas) sino filamentos unidimensionales en vibración cuya longitud es aprox. la longitud de Planck mencionada anteriormente. Lo iré explicando detalladamente.

Veneziano, físico del CERN, en el 1968, encontró que la función beta de Euler, inventada dos siglosantes, explicaba interacciones entre partículas y proporcionaba matemáticamente muchas características de la fuerza nuclear fuerte, aunque no sabía explicar por qué.

En 1970 otros físicos mostraron que si se consideraban las partículas como constituidas por cuerdas vibrantes unidimensionales se podían describir muchas interacciones de partículas según la ecuación de Euler mencionada (ver hoja 4).Dos físicos, en 1974, mostraron que la teoría de cuerdas proporcionaba configuraciones de cuerdas vibrantes semejantes a los gluones, e incluso que el modelo de vibración de ciertas cuerdas encajaba con la partícula de la gravedad o gravitón. Y ya en 1984 mostraron que la teoría de cuerdas podía abarcar las cuatro fuerzas y la materia, es decir, a los 19 números de las masas de las partículas ysus cargas de fuerza, que eran conocidos experimentalmente, pero sin base teórica, o sea sin conocer su esencia.

Pudieron justificar que los diferentes modelos de vibración de una cuerda podían dar lugar a esas diferentes masas y cargas de fuerza. La energía de vibración depende de su amplitud y de su frecuencia (por eso todos los libros hablan de la similitud con la vibración de una cuerda deviolín). Así las partículas de mayor masa, por la equivalencia masa-energía de la relatividad especial, tienen una cuerda que vibra con gran amplitud y gran frecuencia. Y como a su vez la masa determina sus propiedades gravitatorias, hay una relación entre la vibración de la cuerda y su respuesta a la gravedad.

En definitiva, el concepto que estaba extendido hasta hoy era que cada partículaconocida estaba formada por una sustancia o tejido diferente, mientras que la teoría de cuerdas sostiene que el material o sustancia es la misma. Así cada partícula conocida tendría una misma cuerda pero con un determinado modelo distinto de vibración.

En resumen los sondeos que se realizaran con cuerdas, por su naturaleza alargada dispersaría o amortiguaría el temblor cuántico o espuma cuánticaen zonas menores que la longitud de Planck, que era la causa de la incompatibilidad con la teoría general de la relatividad.

Otro aspecto de la teoría de cuerdas. Los físicos Kaluza y Klein indicaron en 1916 que el universo podía tener una quinta dimensión, además de las cuatro de Einstein. Su símil es el siguiente. Imaginemos una manguera normal, que desde lejos nos parece tener una soladimensión, pero para una hormiga que camine sobre ella puede hacerlo en su longitud, “dimensión extendida” o darle la vuelta en una “dimensión enrollada”, aunque en cada punto podía ser tan pequeña como la longitud de Planck. Este es el símil reduciendo a una dimensión extendida y otra enrollada, pero la teoría de cuerdas necesita seis enrolladas, es decir en total tres extendidas y el tiempo, y seisenrolladas. Pero el físico mencionado, Witten se preguntó por qué era necesario que las cuerdas tuvieran una sola dimensión, y añadió matemáticamente la 11, es la Teoría M, en donde la cuerda se trasforma en membrana o “brana” de dos dimensiones. Y ya puestos a inventar matemáticamente salen branas de hasta p dimensiones, llamadas p-branas, donde p puede tener cualquier valor entero.

Para lossuspicaces mencionaré las “supercuerdas”. Que no son distintas, sino que su nombre deriva de añadir conceptos de simetría. Se considera que las leyes de la naturaleza son las mismas en cualquier punto del espacio y del tiempo, o si cambian con el tiempo, que lo hacen muy lentamente. Esta propiedad atribuida al espacio se llama “simetría del universo”. Ya en 1925 se descubrió que el electrón...