Físicos usan bootstrap para confirmar la teoría de cuerdas y unificar la física cuántica y la relatividad

Tiempo de lectura: 2 minutos
Por Juanita Lopez
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Cuerdas cósmicas girando a través de un vibrante paisaje matemático.

MadridFísicos han logrado avances significativos en el respaldo de la teoría de cuerdas, un marco teórico que propone que los componentes fundamentales del universo son diminutas cuerdas unidimensionales. Este progreso se debe a una nueva técnica matemática denominada "bootstrap". En física, este método permite identificar resultados matemáticos específicos al aplicar reglas que resaltan estructuras únicas y coherentes.

Un estudio reciente de investigadores de la Universidad de Nueva York y el Instituto de Tecnología de California indagó cuándo la teoría de cuerdas es la única solución matemática viable. Analizaron interacciones de partículas utilizando amplitudes de dispersión, que son herramientas matemáticas. Al establecer ciertas condiciones en sus cálculos, descubrieron que la teoría de cuerdas era el único enfoque que coincidía consistentemente con sus resultados.

Los descubrimientos clave de este estudio son:

  • Uso del método bootstrap para investigar la inevitabilidad matemática de la teoría de cuerdas.
  • Aplicación de condiciones especiales que destacan a la teoría de cuerdas como la solución única.
  • Implicaciones potenciales para reconciliar la mecánica cuántica con la relatividad general de Einstein.

Este hallazgo podría tener un gran impacto. Podría ayudar a resolver la discrepancia entre la relatividad general, que explica fenómenos como las estrellas y galaxias, y la mecánica cuántica, que describe cosas diminutas como átomos y partículas. Estas dos áreas fundamentales de la física no encajan perfectamente. Si la teoría de cuerdas se confirma como correcta, podría unir estos dos campos y proporcionar una teoría completa de la gravedad cuántica.

Este hallazgo proporciona a los científicos más herramientas para estudiar el universo. Al examinar las amplitudes de cuerda de una manera innovadora, los investigadores pueden explorar cambios en la teoría de cuerdas. Esto podría generar nuevas ideas sobre la gravedad cuántica y contribuir al diseño de futuros experimentos para probar estas teorías.

Esta investigación muestra cómo la física teórica está en constante evolución, utilizando nuevos métodos matemáticos para resolver preguntas antiguas. Aunque la teoría de cuerdas aún no está comprobada, estas nuevas ideas resaltan la importancia de que la matemática sea coherente para ayudarnos a descubrir nuevos aspectos en la ciencia. A medida que la física aborda el complejo universo, enfoques como el bootstrap demuestran que el pensamiento lógico y creativo puede conducir a una comprensión importante y novedosa.

El estudio se publica aquí:

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.251601

y su cita oficial - incluidos autores y revista - es

Clifford Cheung, Aaron Hillman, Grant N. Remmen. Bootstrap Principle for the Spectrum and Scattering of Strings. Physical Review Letters, 2024; 133 (25) DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.251601

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