TEORIA DE CUERDAS

La teora de cuerdas es un modelo fundamental de fsica terica que bsicamente asume que las partculas

materialesaparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido ms bsico

llamado "cuerda" o "filamento".

De acuerdo con esta propuesta, un electrn es considerado como un "punto" sin estructura interna y de

dimensin cero, sino un amasijo de cuerdas minsculas que vibran en un espacio-tiempo de ms de cuatro

dimensiones. Un punto no puede hacer nada ms que desplazarse en un espacio tridimensional. De acuerdo

con esta teora, a nivel "microscpico" se percibira que el electrn no es en realidad un punto, sino

una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo

adems de moverse; puede oscilar de diferentes maneras.

Si oscila de cierta manera,

entonces, macroscpicamenteveramos un electrn; pero si

oscila de otra manera, entonces veramos un fotn, o

un quark, o cualquier otra partcula delmodelo estndar.

Esta teora, ampliada con otras como la de

las supercuerdas o la Teora M, pretende alejarse de la

concepcin del punto-partcula.

La siguiente formulacin de una teora de cuerdas se debe

a Jel Scherk y John Henry Schwarz, que en 1974

publicaron un artculo en el que mostraban que una teora

basada en objetos unidimensionales o "cuerdas" en lugar

de partculas puntuales poda describir la fuerza gravitatoria. Aunque estas ideas no recibieron en ese

momento mucha atencin hasta la Primera revolucin de supercuerdas de 1984. De acuerdo con la

formulacin de la teora de cuerdas surgida de esta revolucin, las teoras de cuerdas pueden considerarse de

hecho un caso general de teora de Kaluza-Klein cuantizada. Las ideas fundamentales son dos:

Los objetos bsicos de la teora no seran partculas puntuales sino objetos unidimensionales extendidos (en las

cinco teoras de cuerdas convencionales estos objetos eran unidimensionales o "cuerdas"; actualmente en la

teora-M se admiten tambin de dimensin superior o "p-branas"). Esto renormaliza algunos infinitos de los

clculos perturbativos.

El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teora no sera el espacio-tiempo ordinario

de 4 dimensiones sino un espacio de tipo Kaluza-Klein, en el que a las cuatro dimensiones convencionales se

aaden 6 dimensiones compactificadas en forma de variedad de Calabi-Yau. Por tanto convencionalmente en

la teora de cuerdas existe 1 dimensin temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 6 dimensiones

compactificadas e inobservables en la prctica.

La inobservabilidad de las dimensiones adicionales est ligada al hecho de que stas estaran compactificadas,

y slo seran relevantes a escalas pequeas comparables con la longitud de Planck. Igualmente, con la

precisin de medida convencional las cuerdas cerradas con una longitud similar a la longitud de Planck se

asemejaran a partculas puntuales.

DESAROLLOS POSTERIORES

Tras la introduccin de las teoras de cuerdas, se consider la

conveniencia de introducir el principio de que la teora

fuerasupersimtrica; es decir, que admitiera una simetra

abstracta que relacionara fermiones y bosones. Actualmente

la mayora de tericos de cuerdas trabajan en teoras

supersimtricas; de ah que la teora de cuerdas actualmente

se llameteora de supercuerdas. Esta ltima teora es

bsicamente una teora de cuerdas supersimtrica; es decir,

que es invariante bajo transformaciones de supersimetra.

Actualmente existen cinco teoras

de supercuerdas relacionadas con los cinco modos que se

conocen de implementar la supersimetra en el modelo de

cuerdas. Aunque dicha multiplicidad de teoras desconcert a

los especialistas durante ms de una dcada, el saber

convencional actual sugiere que las cinco teoras son casos

lmites de una teora nica sobre un espacio de

11 dimensiones (las 3 del espacio, 1 temporal y 6

adicionales resabiadas o "compactadas" y 1 que las engloba

formando "membranas" de las cuales se podra escapar parte

de la gravedad de ellas en forma de "gravitones"). Esta teora

nica, llamada teora M, de la que slo se conoceran algunos

aspectos, fue conjeturada en 1995.

VARIANTES DE LA TEORIA

La teora de supercuerdas es algo actual. En sus principios

(mediados de los aos 1980) aparecieron unas cinco teoras

de cuerdas, las cuales despus fueron identificadas como

lmites particulares de una sola teora: la teora M. Las cinco

versiones de la teora actualmente existentes, entre las que

pueden establecerse varias relaciones de dualidad son:

1. La Teora de cuerdas de Tipo I, donde aparecen tanto

"cuerdas" y D-branas abiertas como cerradas, que se

mueven sobre un espacio-tiempo de 10 dimensiones.

Las D-branas tienen 1, 5 y 9 dimensiones espaciales.

2. La Teora de cuerdas de Tipo IIA, es tambin una

teora de 10 dimensiones pero que emplea slo cuerdas y D-branas cerradas. Incorpora dos gravitines

(partculas tericas asociadas al gravitn mediante relaciones de supersimetra). Usa D-branas de

dimensin 0, 2, 4, 6, y 8.

3. La Teora de cuerdas de Tipo IIB. Difiere de la teora de tipo IIA principalmente en el hecho de que esta

ltima es no quiral (conservando la paridad).

4. La Teora de cuerda hetertica SO(32) (Hetertica-O), basada en el grupo de simetra O(32).

5. La Teora de cuerda hetertica E8xE8 (Hetertica-E), basada en el grupo de Lie excepcional E. Fue

propuesta en 1987 por Gross, Harvey, Martinec y Rohm.

El trmino teora de cuerda se refiere en realidad a las teoras de cuerdas bosnicas de 26 dimensiones y la

teora de supercuerdas de 10 dimensiones, esta ltima descubierta al aadir supersimetra a la teora de

cuerdas bosnica. Hoy en da la teora de cuerdas se suele referir a la variante supersimtrica, mientras que la

antigua se conoce por el nombre completo de "teora de cuerdas bosnicas". En 1995, Edward Witten

conjetur que las cinco diferentes teoras de supercuerdas son casos lmite de una desconocida teora de 11

dimensiones llamada Teora-M. La conferencia donde Witten mostr algunos de sus resultados inici la

llamada Segunda revolucin de supercuerdas.

En esta teora M intervienen como objetos animados fsicos fundamentales no slo cuerdas unidimensionales,

sino toda una variedad de objetos no perturbativos, extendidos en varias dimensiones, que se llaman

colectivamente p-branas (este nombre es una afresis de "membrana").

CONTROVERSIA SOBRE LA TEORIA

Aunque la teora de cuerdas, segn sus defensores, pudiera llegar a convertirse en una de las teoras fsicas

ms predictivas, capaz de explicar algunas de las propiedades ms fundamentales de la naturaleza en trminos

geomtricos, los fsicos que han trabajado en ese campo hasta la fecha no han podido hacer predicciones

concretas con la precisin necesaria para confrontarlas con datos experimentales. Dichos problemas de

prediccin se deberan, segn el autor, a que el modelo no es falsable, y por tanto, no es cientfico,o bien a que

La teora de las supercuerdas es tan ambiciosa que slo puede ser del todo correcta o del todo equivocada. El

nico problema es que sus matemticas son tan nuevas y tan difciles que durante varias dcadas no sabremos

cules son.

Falsacionismo y teora de cuerdas

La teora de cuerdas o la Teora M podran no ser falsables, segn sus crticos. Diversos autores han declarado

su preocupacin de que la Teora de cuerdas no seafalsable y como tal, siguiendo las tesis del filsofo de la

ciencia Karl Popper, la Teora de cuerdas sera equivalente a una pseudociencia.

El filsofo de la ciencia Mario Bunge ha manifestado recientemente:

La consistencia, la sofisticacin y la belleza nunca son suficientes en la investigacin cientfica.

La Teora de cuerdas es sospechosa (de pseudociencia). Parece cientfica porque aborda un problema

abierto que es a la vez importante y difcil, el de construir una teora cuntica de la gravitacin. Pero la

teora postula que el espacio fsico tiene seis o siete dimensiones, en lugar de tres, simplemente para

asegurarse consistencia matemtica. Puesto que estas dimensiones extra son inobservables, y puesto que la

teora se ha resistido a la confirmacin experimental durante ms de tres dcadas, parece ciencia ficcin, o

al menos, ciencia fallida.

La fsica de partculas est inflada con sofisticadas teoras matemticas que postulan la existencia de

entidades extraas que no interactan de forma apreciable, o para nada en absoluto, con la materia

ordinaria, y como consecuencia, quedan a salvo al ser indetectables. Puesto que estas teoras se

encuentran en discrepancia con el conjunto de la Fsica, y violan el requerimiento de falsacionismo,

pueden calificarse de pseudocientficas, incluso aunque lleven pululando un cuarto de siglo y se sigan

publicando en las revistas cientficas ms prestigiosas.