Un físico de la Universidad de Colorado en Boulder está un paso más cerca de resolver un rompecabezas de la teoría de cuerdas que lleva 20 años en proceso.

Paul Romatschke, profesor asociado de física en CU Boulder, ha ideado un conjunto alternativo de herramientas a las que crearon el dilema de las tres cuartas partes de la teoría de cuerdas, un acertijo matemático que ha atormentado a los científicos durante años y les ha impedido comprender y probar por completo esta posible "teoría del todo".

Si bien no es necesariamente aplicable al mundo cotidiano, Los resultados, que se publicaron esta semana en Cartas de revisión física , abrir la puerta a ecuaciones de nivel superior que podrían tener implicaciones en la forma en que abordamos y entendemos aspectos importantes de la física como la teoría de cuerdas o las teorías cuánticas de campos, que son un conjunto de teorías en física que describen la dinámica de campos, u objetos que lo impregnan todo.

"Si bien sería bueno entender realmente el significado de tres cuartos, esta es al menos una imagen muy sugerente, entonces tal vez eso es, si no es la solución para las tres cuartas partes, al menos un paso para resolverlo, "dijo Romatschke.

Desde la década de 1960, los científicos han estado desconcertados sobre la teoría de cuerdas, un marco teórico de la realidad que involucra minúsculos, objetos unidimensionales que se retuercen, llamados cuerdas, que forman la estructura de todo. Primero estudiado como una forma amplia de abordar una serie de preguntas en física fundamental, Desde entonces, se ha aplicado a temas que van desde la física de los agujeros negros hasta la física nuclear y los orígenes mismos del universo.

Pero, posiblemente, Uno de sus mayores avances es el descubrimiento de que los agujeros negros y la materia son aproximadamente dos caras de la misma moneda.

Esta llamada "dualidad" permite a los físicos mapear las propiedades de la materia (como la presión) con las propiedades de los agujeros negros que se encuentran en la relatividad general de Einstein, lo que abriría la teoría de cuerdas a una exploración matemática aún mayor. Hay, sin embargo, una gran advertencia:aunque los físicos creen que funciona, nadie ha podido probarlo.

Dado que el descubrimiento de esta dualidad se hizo hace 20 años, Los teóricos de cuerdas han estado tratando de despejar este obstáculo con ecuaciones progresivamente más complicadas. Cada vez que comparan esta dualidad, aunque, todos obtienen exactamente el mismo resultado:la energía libre (la capacidad de un sistema para trabajar) de una interacción fuerte (o acoplamiento) de los dos es aproximadamente tres cuartas partes de la fuerza de un acoplamiento débil.

Romatschke, aunque, cree que finalmente puede tener una respuesta a este acertijo:solo tenía que cambiar las dimensiones.

Romatschke trabajó en un mundo que solo tiene dos dimensiones:una "llanura" si se quiere. Usando algunas de las ecuaciones de investigaciones existentes sobre el tema, así como las técnicas modernas de teoría cuántica de campos, pudo probar que existe una relación forzando la materia (en este caso, presión) para interactuar desde la interacción cero hasta la interacción infinita.

Esta investigación encontró que la presión del acoplamiento infinito es exactamente cuatro quintos de la del acoplamiento cero, lo que significa que no solo hay una conexión más fuerte en esta dimensión menor que la que se encontró anteriormente, también puede proporcionar un enfoque estándar para resolver este tipo de acertijos.

Romatschke reconoce que esto puede deberse a las diferencias de dimensiones, pero sigue siendo optimista sobre su utilidad para la teoría cuántica de campos y para resolver el enigma de la teoría de cuerdas que se ha mantenido durante mucho tiempo.

"Esta es una investigación básica. La mayoría de las cosas que intentamos no funcionan, "dijo Romatschke." Sin embargo, si hay algo que al menos tiene potencial para funcionar, entonces creo que deberíamos seguir adelante ".