Hispanopedia WikiEn física , una cuerda es una entidad física postulada en la teoría de cuerdas y temas relacionados. A diferencia de las partículas elementales , que son cero-dimensionales o puntuales por definición, las cuerdas son entidades extendidas unidimensionales. [ 1 ] Los investigadores suelen interesarse en las teorías de cuerdas porque las teorías en las que las entidades fundamentales son cuerdas en lugar de partículas puntuales poseen automáticamente muchas propiedades que algunos físicos esperan que se mantengan en una teoría fundamental de la física. En particular, una teoría de cuerdas que evolucionan e interactúan según las reglas de la mecánica cuántica describirá automáticamente la gravedad cuántica .
Descripción general
En la teoría de cuerdas, las cuerdas pueden ser abiertas (formando un segmento con dos extremos) o cerradas (formando un bucle como un círculo) y pueden tener otras propiedades especiales. [ 2 ] Antes de 1995, existían cinco versiones conocidas de la teoría de cuerdas que incorporaban la idea de supersimetría (estas cinco se conocen como teorías de supercuerdas ) y dos versiones sin supersimetría conocidas como teorías de cuerdas bosónicas , que diferían en el tipo de cuerdas y en otros aspectos. Hoy en día, se cree que estas diferentes teorías de supercuerdas surgen como diferentes casos límite de una única teoría llamada teoría M.
En las teorías de cuerdas de la física de partículas, las cuerdas son diminutas; mucho más pequeñas de lo que se puede observar en los aceleradores de partículas actuales. La escala de longitud característica de las cuerdas es típicamente del orden de la longitud de Planck , aproximadamente 10⁻³⁵ metros , la escala en la que se cree que los efectos de la gravedad cuántica se vuelven significativos. Por lo tanto, en escalas de longitud mucho mayores, como las que se observan en los laboratorios de física, dichas entidades parecerían partículas puntuales cero-dimensionales. Las cuerdas pueden vibrar como osciladores armónicos , y los diferentes estados vibracionales de la misma cuerda se interpretan como diferentes tipos de partículas. En las teorías de cuerdas, las cuerdas que vibran a diferentes frecuencias constituyen las múltiples partículas fundamentales que se encuentran en el Modelo Estándar actual de la física de partículas. Las cuerdas también se estudian a veces en física nuclear, donde se utilizan para modelar tubos de flujo .
A medida que la cuerda se propaga por el espacio-tiempo , traza una superficie bidimensional denominada hoja de mundo . Esto es análogo a la línea de universo unidimensional trazada por una partícula puntual. La física de una cuerda se describe mediante una teoría de campos conformes bidimensional asociada a la hoja de mundo. El formalismo de la teoría de campos conformes bidimensional también tiene numerosas aplicaciones fuera de la teoría de cuerdas, por ejemplo, en la física de la materia condensada y en algunas ramas de las matemáticas puras .
Tipos de cadenas
Cuerdas cerradas y abiertas
Las cuerdas pueden ser abiertas o cerradas. Una cuerda cerrada es aquella que no tiene extremos y, por lo tanto, es topológicamente equivalente a un círculo . Una cuerda abierta , en cambio, tiene dos extremos y es topológicamente equivalente a un intervalo de línea. No todas las teorías de cuerdas incluyen cuerdas abiertas, pero toda teoría debe incluir cuerdas cerradas, ya que las interacciones entre cuerdas abiertas siempre pueden dar como resultado cuerdas cerradas.
La teoría de supercuerdas más antigua que contenía cuerdas abiertas era la teoría de cuerdas de tipo I. Sin embargo, los avances en la teoría de cuerdas en la década de 1990 demostraron que las cuerdas abiertas siempre deben considerarse terminadas en un nuevo grado de libertad físico llamado D-branas , y el espectro de posibilidades para las cuerdas abiertas ha aumentado significativamente.
Las cuerdas abiertas y cerradas se asocian generalmente con modos vibracionales característicos. Uno de los modos vibracionales de una cuerda cerrada se identifica como el gravitón . En ciertas teorías de cuerdas, la vibración de menor energía de una cuerda abierta es un taquión y puede experimentar condensación de taquiones . Otros modos vibracionales de cuerdas abiertas exhiben las propiedades de los fotones y los gluones .
Orientación
Las cuerdas también pueden tener una orientación , que puede considerarse como una "flecha" interna que las distingue de otras con la orientación opuesta. Por el contrario, una cuerda sin orientación es aquella que no tiene dicha flecha.
Véase también
Referencias
- ↑ Becker, Katrin; Schwarz, John H.; Becker, Melanie (2007). Teoría de cuerdas y teoría M: una introducción moderna . Cambridge Nueva York: Cambridge University Press. pág. 6. ISBN 978-0-511-25653-0.
- ↑ Polchinski, Joseph Gerard (2004). Teoría de cuerdas. Vol. 1: Introducción a la cuerda bosónica / Joseph Polchinski ( Edición reimpresa). Cambridge: Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0521633031.
- Schwarz, John (2000). "Introducción a la teoría de supercuerdas" . Recuperado el 12 de diciembre de 2005.
- "Página principal de cuerdas de NOVA"
- teoría de cuerdas