Teoría de Cuerdas: El primer modelo físico

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Por Andrew Zimmerman Jones, Daniel Robbins

La interpretación física básica de la teoría de cuerdas era como cuerdas vibrantes. Como las cuerdas, cada una representando una partícula, chocaban entre sí, la matriz S describió el resultado.

Considere esta manera muy informal de ver la teoría de cuerdas, que se muestra en esta figura. Cada partícula está compuesta por una cuerda vibratoria. En el caso de un protón, hay tres cuerdas de quark. Cuando estas tres cuerdas entran en contacto, se unen para formar un protón.

Así que el protón es creado por la interacción de las tres cuerdas de quark tocándose entre sí. El protón es una especie de nudo dentro de las cuerdas. La mayoría de la gente piensa que las partículas son esferas sólidas. En la teoría de cuerdas, los científicos las ven como cuerdas que vibran.

¿Cómo son estas cuerdas? Las cuerdas descritas eran casi como bandas elásticas. Hay una cierta “elasticidad” en ellos. Una frase que los describe bien es “filamentos de energía” (como los han llamado el teórico de las cuerdas Brian Greene y otros).

Aunque la mayoría de la gente piensa en las partículas como bolas de materia, los físicos las han considerado durante mucho tiempo como pequeños haces de ondas (llamados paquetes de ondas), lo que está en consonancia con la descripción de las mismas como cuerdas.

En otras situaciones, los físicos pueden tratar las partículas como si no tuvieran tamaño alguno, pero esto es una simplificación para hacer que las matemáticas y la teoría sean más manejables. La forma en que los físicos tratan a las partículas depende mucho de la situación con la que están trabajando.

Esta interpretación fue propuesta independientemente por Yoichiro Nambu, Holger Nielsen y Leonard Susskind en 1970, ganando las tres posiciones de hombres como fundadores de la teoría de cuerdas.

Según el trabajo de Einstein, la masa era una forma de energía, lo que se demostró dramáticamente con la creación de la bomba atómica. La teoría cuántica mostró a los físicos que la materia estaba representada por las matemáticas de la mecánica de las ondas, así que incluso una partícula tenía una longitud de onda asociada con ella.

En la teoría de cuerdas, la materia vuelve a tomar una nueva forma. Las partículas de diferentes tipos son diferentes modos de vibración de estas entidades fundamentales: bandas elásticas energéticas o cuerdas. En esencia, cuanto más vibra la cuerda, más energía (y por lo tanto más masa) posee.

A través de todas las transformaciones que ha sufrido la teoría de cuerdas en los años transcurridos desde su descubrimiento, este concepto central permanece (bastante) constante, aunque en los últimos años se han introducido nuevos objetos además de cuerdas.

El modelo físico básico no podría haber sido más sencillo: las partículas y fuerzas de la naturaleza son en realidad interacciones entre cuerdas vibratorias de energía.

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