Teoría de cuerdas para niños
Las teorías de cuerdas son ideas científicas en la física que sugieren que las partículas muy pequeñas, que antes pensábamos que eran como puntos sin tamaño, en realidad son como diminutas cuerdas o filamentos que vibran.
Imagina que un electrón no es solo un punto, sino una cuerda diminuta que vibra. Si esa cuerda vibra de una manera, la vemos como un electrón. Pero si vibra de otra forma, podríamos verla como un fotón (una partícula de luz), un quark (que forma protones y neutrones), o cualquier otra partícula que conocemos. Es como si cada vibración creara una partícula diferente.
Estas teorías también proponen que el universo tiene más dimensiones de las cuatro que conocemos (tres de espacio y una de tiempo). Para que las matemáticas de la teoría de cuerdas funcionen, se necesitan diez dimensiones. Las seis dimensiones adicionales estarían "enrolladas" o serían tan pequeñas que no las podemos ver directamente.
- Materia.
- Estructura molecular.
- Átomos.
- Electrones.
- Quarks (protones y neutrones).
- Cuerdas.
Contenido
¿Quién propuso la teoría de cuerdas?
Los inicios de una gran idea
La idea de que las partículas son cuerdas fue propuesta por Jöel Scherk y John Henry Schwarz en 1974. Ellos publicaron un artículo donde explicaban que una teoría basada en objetos de una dimensión (cuerdas) en lugar de puntos podía describir la fuerza de la gravedad. Al principio, esta idea no recibió mucha atención, pero todo cambió en 1984, durante lo que se conoce como la primera "revolución de las supercuerdas".
Las dos ideas principales de la teoría de cuerdas
Las teorías de cuerdas se basan en dos ideas fundamentales:
- Los objetos más básicos del universo no son puntos, sino objetos extendidos como cuerdas. En algunas versiones más avanzadas, también se consideran objetos de más dimensiones, llamados "p-branas".
- El espacio-tiempo donde se mueven estas cuerdas no tiene solo las cuatro dimensiones que conocemos. Se añaden seis dimensiones más que están "compactadas" o enrolladas, lo que significa que son tan pequeñas que no las podemos observar en nuestra vida diaria. Estas dimensiones adicionales solo serían importantes a escalas increíblemente pequeñas, como la longitud de Planck.
¿Qué son las supercuerdas?
La evolución de la teoría de cuerdas
Después de que se propuso la teoría de cuerdas, los científicos pensaron en añadirle una propiedad llamada "supersimetría". Esta propiedad es una simetría especial que relaciona dos tipos de partículas: los fermiones y los bosones. Hoy en día, la mayoría de los científicos que trabajan en este campo estudian las teorías supersimétricas, por eso ahora se les llama teorías de supercuerdas.
¿Cuántas teorías de supercuerdas existen?
Actualmente, existen cinco teorías de supercuerdas diferentes. Durante mucho tiempo, los científicos se preguntaron por qué había tantas. Sin embargo, ahora se cree que estas cinco teorías son en realidad diferentes formas de ver una única teoría más grande, que se llama teoría M.
La teoría M fue propuesta en 1995 y sugiere que el universo tiene once dimensiones (las cuatro que conocemos más siete adicionales). En esta teoría, los objetos fundamentales no son solo cuerdas, sino también "membranas" de diferentes dimensiones, llamadas p-branas. Se piensa que parte de la gravedad podría "escapar" de estas membranas en forma de gravitones, que son partículas teóricas que transmiten la fuerza de la gravedad.
Tipos de teorías de supercuerdas
La teoría de supercuerdas es un campo de estudio muy activo. A mediados de los años 80, surgieron cinco versiones principales de la teoría de cuerdas, que luego se entendieron como casos especiales de la teoría M. Estas cinco versiones son:
- La Teoría de cuerdas de Tipo I: Incluye cuerdas abiertas (con extremos) y cerradas (en forma de lazo) en un espacio-tiempo de diez dimensiones.
- La Teoría de cuerdas de Tipo IIA: También es una teoría de diez dimensiones, pero solo usa cuerdas cerradas.
- La Teoría de cuerdas de Tipo IIB: Es similar a la Tipo IIA, pero tiene algunas diferencias importantes en sus propiedades.
- La Teoría de cuerda heterótica SO(32) (Heterótica-O): Se basa en un tipo específico de simetría matemática.
- La Teoría de cuerda heterótica E8xE8 (Heterótica-E): Propuesta en 1987, también se basa en un tipo diferente de simetría.
El término "teoría de cuerdas" a veces se refiere a una versión más antigua de 26 dimensiones, llamada teoría de cuerdas bosónicas. Pero hoy en día, cuando se habla de "teoría de cuerdas", generalmente se refiere a la versión supersimétrica, es decir, la teoría de supercuerdas.
Galería de imágenes
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¿Cómo son las interacciones en el mundo subatómico?: líneas espacio-tiempo como las partículas subatómicas en el modelo estándar (izquierda) o cuerda cerrada sin extremos y en forma de círculo como afirma la teoría de cuerdas (derecha).
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Niveles de aumento de la materia:
Véase también
En inglés: String theory Facts for Kids
