Ricardo G. Silveira
Teoria M
Relacion de la Teoria M con las supercuerdas y la supergravedad
Caracteristicas de la teoria M
Teoria del todo. Teoria de las cuerdas
Supercuerdas y Supergravedad
La Teoria M es una de las candidatas a convertirse en la Teoria del todo. Tiene su origen en la Teoria de las cuerdas segun la cual todas las particulas son en realidad diminutas cuerdas que vibran a cierta frecuencia y nosotros vivimos en un universo vibrando a cierta frecuencia, lo cual requiere 11 dimensiones. La teoria M es una solucion propuesta para la desconocida teoria de todo, la cual combina las 5 teorias de las supercuerdas y supergravedad en 11 dimensiones. De acuerdo con el Dr.Edward Witten, quien propuso la teoria, herramientas matematicas, muchas de las cuales aun tienen que ser inventadas, son necesarias para un total entendimiento de la misma. El siguiente articulo es algo tecnico en su naturaleza, vea Teoria M simplificada para un nivel menos tecnico. La teoria M en varios contextos geometricos es asociada con las diferentes teorias de las supercuerdas (en diferentes transfondos geometricos), y aquellos limites estan relacionados a cada uno de los otros por el principio de dualidad. Dos teorias fisicas son duales entre si cuando despues de una cierta transformacion matematica tienen una fisica identica. Los Tipos IIA y IIB estan relacionados por la Dualidad-T, como son las dos Heterotic theories. Tipos I y Heterotic SO(32) estan relacionados por la Dualidad-S. Tipo IIB tambien es Dual-S consigo misma. Las teorias tipo II tienen dos supersimetrias en la 10 dimension, el resto solo una. La teoria tipo I es especial en que esta basada en cuerdas no orientadas abiertas y cerradas. Las otras cuatro estan basadas en cuerdas orientadas y cerradas. La teoria IIA es especial porque es no quiral (conservacion de la paridad). Las otras cuatro son quirales (violacion de la paridad). En cada uno de estos casos hay una undecima dimension que se convierte .........Esta descripcion de la teoria subyacente basada en once dimensiones es llamada "Teoria M". Una historia de espacio tiempo de una cuerda puede ser visualizada matematicamente por funciones como: X?(σ,τ) que describe como las hojas coordenadas bidimensionales de la cuerda () son mapeadas en el espacio-tiempo X? Una interpretacion de este resultado es que la undecima dimension estaba siempre presente pero invisible debido a que el radio de la undecima dimension es proporcional a la string coupling constant y la teoria tradicional perturbativa de las cuerdas presume que esta es infinitesimal. Otra posible interpretacion es que la dimension no es un concepto fundamental de la Teoria M. !La teoria M contiene mucho mas que solo cuerdas! Contiene tanto objetos de mayor como menor dimensionalidad. Estos objetos son llamados p-branas* donde p denota su dimensionalidad (asi, 1-brana podria ser una cuerda y 2-brana una membrana). Objetos de mayores dimensiones siempre estuvieron presentes en la teoria de las cuerdas pero nunca pudieron ser estudiados antes de la Segunda Revolucion de las Supercuerdas debido a su naturaleza no-perturbativa.Teoria del todo En fisica, una teoria del todo es una teoria que unifica las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: gravedad, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear debil y la fuerza electromagnetica (Einstein trabajo 30 a?os de su vida en busca de una unica ecuacion que resumiera la teoria del todo —la conocida como ecuacion maestra—), y es el objetivo de las investigaciones en gravedad cuantica. De las diferentes fuerzas la gravedad se explica geometricamente en la teoria de la relatividad general de Einstein, mientras que las otras tres fuerzas se explican como expresiones de campos cuanticos. Se han usado otros nombres anteriormente para el concepto de teoria del todo, como son teoria unificada, gran teoria unificada y teoria de campos unificada. Una teoria del todo es necesaria para explicar fenomenos tales como el big bang o las singularidadades gravitacionales que las teorias de la relatividad general y la mecanica cuantica no explican. Motivaciones teoricas para encontrar una teoria del todo incluyen la creencia platonica de que la naturaleza ultima del universo es simple y que los modelos corrientes de universo tales como el modelo estandar no pueden ser completados debido a que son demasiado complicados. Recientemente han surgido dos teorias que podrian algun dia evolucionar hacia la mencionada teoria unificada. Una es la Teoria M, una variante de la teoria de cuerdas basada en un espacio de 11 dimensiones. La segunda es la denominada teoria cuantica de bucles que postula que el propio espacio-tiempo estaria cuantizado dimensionalmente, algo que por ahora no ha sido demostrado. Hay que tener en cuenta que la relatividad general, que es la teoria empleada actualmente cuando se trabaja a escala macroscopica, es una teoria clasica en el sentido de que trabaja, como ya lo hiciera la de la Gravitacion universal de Newton, sobre un espacio-tiempo continuo, es decir, infinitamente divisible. La teoria de cuerdas es un modelo fisico que considera que la materia y el espacio-tiempo se entretejen de una manera muy profunda a escala infinitesimal. Sus bloques fundamentales de construccion son objetos extendidos (cadenas, membranas y objetos de dimensiones superiores) en vez de puntos. Las teorias de cuerdas son capaces de resolver varios problemas asociados a la presencia de particulas puntuales en la teoria fisica de campos. Ciertamente no esta demostrada de manera experimental y es solo confiable por ecuaciones provenientes de formulas ancestrales de la fuerza fuerte. El termino teoria de cuerda se refiere en realidad a las teorias de cuerdas bosonicas de 26 dimensiones y la teoria de supercuerdas de 10 dimensiones, esta ultima descubierta al a?adir supersimetria a la teoria de cuerdas bosonica. Hoy en dia la teoria de cuerdas se suele referir a la variante supersimetrica mientras que la antigua se llama por el nombre completo de "teoria de cuerdas bosonicas". Las diferentes teorias de supercuerdas demostraron ser diferentes limites de una desconocida teoria de 11 dimensiones llamada Teoria-M propuesta por Edward Witten en los a?os 1990. Algunos cientificos creen que esta teoria es capaz de unificar las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza: Fuerza gravitatoria Electromagnetismo Fuerza nuclear fuerte (mantiene unido el nucleo atomico) Fuerza nuclear debil (relacionada con la radiacion) Pero el desencanto es grande entre la comunidad cientifica por sus varias dificultades e incongruencias, y la mayoria la considera solamente una curiosidad matematica. La teoria de las supercuerdas es una