Os sucessos da Teoria das Cordas

A teoria das cordas passou por muitas transformações desde as suas origens em 1968, quando era esperado para ser um modelo de certos tipos de colisões de partículas. Inicialmente falhou nesse objectivo, mas nos 40 anos seguintes, a teoria das cordas tornou-se o candidato principal para uma teoria da gravidade quântica. Ele tem impulsionado grandes desenvolvimentos na matemática, e teóricos têm usado insights da teoria das cordas para enfrentar outros problemas inesperados na física. Na verdade, a própria presença de gravidade dentro da teoria das cordas é um resultado inesperado!

Prevendo a gravidade de cordas

A primeira e principal sucesso da teoria das cordas é a descoberta inesperada de objetos dentro da teoria de que correspondem as propriedades do gráviton. Esses objetos são um tipo específico de cordas fechadas que também são partículas sem massa que têm rotação de 2, exatamente como grávitons. Para colocar de outra forma, grávitons são uma partícula sem massa de spin-2 que, segundo a teoria das cordas, pode ser formado por um certo tipo de vibração cadeia fechada. A teoria das cordas não foi criado para ter grávitons - eles são uma consequência natural e necessária da teoria.

Um dos maiores problemas na física teórica moderna é que a gravidade parece estar desconectado de todas as outras forças da física que são explicados pelo modelo padrão da física de partículas. A teoria das cordas resolve este problema porque não só inclui a gravidade, mas faz gravidade um subproduto necessário da teoria.

Explicando o que acontece com um buraco negro (tipo de)

Um importante fator motivador para a busca de uma teoria da gravidade quântica é para explicar o comportamento dos buracos negros, e a teoria das cordas parece ser um dos melhores métodos de alcançar esse objetivo. Os teóricos das cordas criaram modelos matemáticos de buracos negros que aparecem semelhante a previsões feitas por Stephen Hawking mais de 30 anos e pode estar no centro de resolver um enigma de longa data dentro da física teórica: O que acontece com a matéria que cai em um buraco negro ?

a compreensão dos cientistas de buracos negros sempre executar em problemas, porque para estudar o comportamento quântico de um buraco negro que você precisa para descrever alguma forma toda a estados quânticos (Configurações possíveis, como definido pela física quântica) do buraco negro. Infelizmente, os buracos negros são objetos na relatividade geral, por isso não está claro como definir esses estados quânticos.

Os teóricos das cordas criaram modelos que parecem ser idênticos aos buracos negros em certas condições simplificadas, e eles usam essa informação para calcular os estados quânticos dos buracos negros. Seus resultados foram mostrados para coincidir com as previsões de Hawking, que ele fez sem qualquer maneira precisa para contar os estados quânticos de um buraco negro.

Este é o mais próximo que a teoria das cordas tem vindo a uma previsão experimental. Infelizmente, não há nada experimental sobre isso, porque os cientistas não podem observar diretamente buracos negros (ainda). É uma previsão teórica de que inesperadamente corresponde outra (bem aceite) previsão teórica sobre os buracos negros. E, além disso, a previsão detém apenas para determinados tipos de buracos negros e ainda não foi estendido com êxito a todos os buracos negros.

Explicando teoria quântica de campos usando a teoria das cordas

Um dos maiores sucessos da teoria das cordas é algo chamado a conjectura de Maldacena, ou a correspondência AdS / CFT. Desenvolvido em 1997 e logo se expandiu, esta correspondência parece dar insights sobre teorias de calibre, tais como aqueles no coração da teoria quântica de campos.

A correspondência AdS / CFT original, escrito por Juan Maldacena, propõe que uma determinada teoria 3-dimensional (três dimensões espaciais, como o nosso universo) gauge, com o mais supersimetria permitido, descreve a mesma física como a teoria das cordas em um 4-dimensional (quatro dimensões espaciais) mundo. Isto significa que as questões sobre a teoria das cordas pode ser feita na língua da teoria de calibre, que é uma teoria quântica que os físicos sabem como trabalhar com!

Tal como John Travolta, a teoria das cordas continua fazendo um retorno

A teoria das cordas sofreu mais revezes do que provavelmente qualquer outra teoria científica na história do mundo, mas os soluços não parecem durar muito tempo. Cada vez parece que alguma falha vem junto na teoria, a resiliência matemática da teoria das cordas parece não só salvá-lo, mas para trazê-lo de volta mais forte do que nunca.

Quando dimensões extras entrou na teoria nos anos 1970, a teoria foi abandonada por muitos, mas teve um retorno na primeira revolução das supercordas. Em seguida, ele acabou havia cinco versões distintas da teoria das cordas, mas uma segunda revolução das supercordas foi provocada por unificá-los. Quando os teóricos das cordas realizou um grande número de soluções de teorias das cordas (cada solução para a teoria das cordas é chamado de Vacuhum, Enquanto muitas soluções são chamados Vacuuma) Fosse possível, eles transformaram isso em uma virtude, em vez de uma desvantagem. Infelizmente, ainda hoje, alguns cientistas acreditam que a teoria das cordas está falhando em seus objetivos.