Twistores!!!

[Argento]

Damas y Caballeros!!!...esto es para uds...a ver que piensan???

Jun 08 2010

La teoría de "twistores" vuelve a encender la más reciente revolución de las supercuerdas

Un simple giro del destino: una vieja idea de Roger Penrose entusiasma a los teóricos de cuerdas

A finales de los 60, a Roger Penrose, renombrado físico y matemático de la Universidad de Oxford, se le ocurrió una forma radicalmente nueva de desarrollar una teoría unificada de la física. En vez de tratar de explicar cómo se mueven e interactúan las partículas dentro del espacio y el tiempo, propuso que los propios espacio y tiempo son construcciones secundarias que emergen desde un nivel más profundo de la realidad. Pero esta llamada teoría de twistores no tuvo éxito, y los problemas conceptuales que tenía fueron un obstáculo para sus pocos partidarios. Tal como en muchos otros intentos de unificar la física, se dio por muertos a los twistores.

En octubre de 2003 Penrose fue por el Instituto de Física Avanzada, en Princeton, N.J., a visitar a Edward Witten, un decano del enfoque actual que encabeza la unificación de la física, la teoría de cuerdas. Esperando que Witten lo castigara por haber criticado la teoría de cuerdas diciendo que era una moda, Penrose se sorprendió al encontrarse con que Witten deseaba hablar sobre su olvidada idea.

Algunos meses después, Witten publicó un denso artículo de 97 páginas que juntaba twistores y cuerdas, resucitando a los twistores e impresionando incluso a los críticos más duros de la teoría de cuerdas. En los últimos años, los teóricos han construido sobre los andamios de Witten, repensando qué son el espacio y el tiempo. Han puesto en marcha técnicas de cálculo que vuelven un juego de niños los problemas más difíciles de la física de partículas. “No he estado tan entusiasmado con la física en mi vida”, dice el teórico de cuerdas Nima Arkani-Hamed, quien se trasladó recientemente al instituto de la Universidad de Harvard para introducirse en el emergente campo. “Se está desarrollando a un gran ritmo en este momento, con un grupo de unas quince personas en todo el mundo trabajando en ello día y noche”.

Antes del trabajo de Witten, los twistorianos y los teóricos de cuerdas se movían en círculos independientes y hablaban en lo que se podría considerar diferentes idiomas. Mientras que Penrose y sus colegas se han hecho un nombre estudiando la Teoría de la Relatividad General de Einstein, los teóricos de cuerdas tienen su ascendencia en la física de partículas. Lionel Mason de Oxford dice que cuando él y Penrose visitaron la universidad de Syracuse en 1987, no asistieron a una charla sobre la teoría de cuerdas que, en restrospectiva, les hubiera proporcionado las claves que necesitaban. “No fuimos a un seminario de física de partículas, eramos relativistas”, dijo.

La meta original de Penrose era reconsiderar cómo se aplican los principios cuánticos al espacio y el tiempo. El conocimiento convencional sostenía que la geometría del espacio-tiempo debería fluctuar en escalas cuánticas, alterando la relación de los sucesos entre sí. Pero en ese caso, un evento que supuestamente iba a ser causa de otro, podría no serlo, creando paradojas como las que se plantean en los cuentos de viajes en el tiempo. En la teoría de twistores, las secuencias causales son primarias y no fluctúan. (La debe su nombre a cómo se ven las relaciones causales, envueltas alrededor de una partícula). En cambio, lo que fluctúa es la ubicación y la duración de los sucesos. Pero los twistorianos no lograron dar precisión a la idea, hasta que los teóricos de cuerdas mostraron que un suceso de localización y tiempo ambiguos es nada más y nada menos que una cuerda.

Los teóricos de cuerdas, por su parte, tenían una idea prometedora para la creación del espacio que no podían hacer funcionar. En 1997 conjeturaron que las partículas desplazándose en cuatro dimensiones se pueden comportar, simplemente, como cuerdas interactuando en cinco dimensiones. La nueva dimensión se materializa como la figura desplegable de un libro infantil. Sin embargo, este truco sólo producía una dimensión espacial altamente deformada. Utilizando el concepto de twistores, los teóricos han demostrado que pueden surgir todas las dimensiones del espacio ordinario, incluido el tiempo.

A muchos teóricos les parece bastante natural que el espacio-tiempo sea derivado. Andrew Hodges, de Oxford, señala que no percibimos el espacio-tiempo directamente; inferimos que los eventos suceden en lugares específicos y en instantes determinados de la información que nos llega. “Esta idea de los puntos del espacio-tiempo como objetos primarios es artificial”, dice. De hecho, el concepto de diferentes posiciones y tiempos cae ante la deformación gravitatoria del espacio-tiempo y las conexiones fantasmales notoriamente asombrosas entre las partículas cuánticas.

Ya sea que tengan éxito o no en rehacer el espacio y el tiempo, los twistorianos y los teóricos de cuerdas ya se han aproximado a los físicos de partículas. Aun las más simples colisiones de partículas requieren ecuaciones que contienen decenas de miles de términos, escritas usando la estrategia ideada por el famoso físico Richard Feynman en la década de los 40. Casi todos esos términos terminan cancelándose entre sí, pero no se sabe de antemano cuáles lo harán, así que se avanzar penosamente con todos ellos. Una estrategia alternativa, inspirada por los twistores y las cuerdas, captura las simetrías que no considera la estrategia de Feynman, lo que dejan de lado de un principio el exceso de equipaje matemático. Los cálculos que genios de la matemática renunciaron a llevar adelante ahora se hacen en un par de semanas. “Estoy bastante seguro de que Feynman estaría muy satisfecho al ver lo que podemos hacer”, dice Zvi Bern de la Universidad de California en Los Ángeles.

La emergente teoría del espacio-tiempo todavía es muy provisoria y matemáticamente tan densa que incluso los físicos directamente implicados admiten que apenas pueden seguir lo que está pasando. Los teóricos deben explicar aún por qué, si el espacio-tiempo no es más que una simple construcción, nos parece tan real. De algún modo debe tomar forma, tal como la vida surge de la materia inanimada. Cualquiera que sea el proceso, no puede ocurrir sólo a escalas subatómicas, porque también debe emerger el propio concepto de tamaño. Debería ser evidente a todas las escalas, en todos los lugares a nuestro alrededor, si supiéramos cómo observarlo.

Fuente: Scientific American. Aportado por Eduardo J. Carletti

Editado 14 de Junio del 2010 por Invitado

[hernan67]

Muy interesante teoría , Nelson, saludos.

[sebagr]

Excelente, Hacedor!

Pero no te duermas en los laureles, porque en cualquier momento aparece nuestro amigo DiTata preguntando por qué el espacio es curvo!!!

Abrazo!

[juanfilas]

yo lei algunos libros de penrose (la nueva mente del emperador, lo grande lo pequeño y la mente humana (este ultimo muy recomendable)) y es el unico parece que todavia intenta verle el lado "elegante" a las teorias, aunque el elegante de penrose es 1000 veces menos elegante de lo que quiese einstein o dirac.... desde mi punto de vista (de ignorante por supuesto) las nuevas teorias de unificacion van mal encaminadas desde 1960, esto creo que lo demuestra ya que se vuelve a unas teorias de hace 50 años.... es como que tratan al universo como una Máquina de Rube Goldberg ( http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1qui ... e_Goldberg )jeje

saludos

Juan

[Clarisa]

Caballeros!!!...esto es para uds...a ver que piensan???

...Debería ser evidente a todas las escalas, en todos los lugares a nuestro alrededor, si supiéramos cómo observarlo.

Esa es precisamente la cuestión, no?

Pienso que se sigue dando vueltas en busca de reconciliar ciertas ideas que, en apariencia, parecen contradictorias.

Interesante teoría y nota, Nelson. Gracias por subirla al foro y compartirla.

Un abrazo

PD: Lo de "caballeros..." está de más

[jcosellame]

mmm... no se... es un tema para encender la pipa mas grande que uno tenga y leerlo y releerlo.

Yo soy mas relativista.

En todo lo que a cuántica se refiere, pareciera ser que el principio de la teoría se cumple perfectamente en ella misma. Cada vez que se enfoca en algo se altera el conjunto.

Es como dar vueltas en círculos.

Yo creo que cuando uno se queda trabado en un problema lo que hay que evitar es agregar nuevos problemas, sino empezar desde una base solida y plantearse el problema nuevamente.

Muchas veces todas estas cuestiones me recuerdan a la constante de Einstein o cuando se creía que una gravedad "jalaba" a Urano y Neptuno cuando en realidad fue un error de cálculos.

Creo que esto mismo está pasando con estas teorías. Estamos tan desesperados en unificarlas o descartar una de ellas, que seguimos agregando "elementos" que complican toda una teoría. Es como forzar una pieza del rompecabezas para que encaje. Si no encaja, no encaja, seguimos por otro lado hasta que aparezca sola.

En fin, es un tema muy complejo... difícil de entender realmente... habrá que esperar a que llegue otro Einstein y diga "la solución es ésta y la puedo comprobar de esta manera".

[Jorge Di Tata]

Pero no te duermas en los laureles, porque en cualquier momento aparece nuestro amigo DiTata preguntando por qué el espacio es curvo!!!

buenas...me llamaban ????

Muy interesante Nelson, gracias y a enderezar el curvígrafo......

[Miguel L]

Estimado Nelson:

Interesantísimo, palabras más, palabras menos, se deduce que la realidad del espaciotiempo observable, seria algo así como “la derivada” o “la tangente” de la “REALIDAD-REALIDAD”, como concepto verdaderamente innovador y prometedor.

Es solo una forma aproximada de interpretación, (por favor J.P.M. no pidas precisiones ni ejemplos, pues no los hay todavía).

Saludos cordiales.