Entrevista al gran Francisco Villatoro (Francis. Naukas-La Ciencia de la Mula Francis) Dr. en Matemáticas, Licenciado en Física, ingeniero informático y profesor en la Universidad de Málaga. Estas son las preguntas. ¿Qué es la teoría de cuerdas? Un nuevo paradigma para hacer física, como la física de Newton, la física cuántica o la física relativista. La física de Newton (F=m a) no predice la fuerza entre dos electrones (que viene determinada por los experimentos) ni la fuerza de la gravedad entre dos planetas (que Newton dedujo a partir de las leyes de Kepler). La teoría de cuerdas es un nuevo paradigma que predice todos los universos posibles. Entre ellos está nuestro universo, pero no tenemos ninguna razón por la cual haya sido seleccionado. Según la teoría de cuerdas todo está hecho de cuerdas. ¿Qué son las cuerdas de la teoría de cuerdas? En la teoría de cuerdas todas las partículas como vibraciones de pequeñas cuerdas. Los átomos de John Dalton en el siglo XIX no son los átomos de Demócrito, pues no son elementales, están compuestos de partículas. Las cuerdas de la teoría de cuerdas son los átomos de Demócrito. Diminutas cuerdas con un tamaño en la escala de Planck, 10^-35 metros, unas 10 sixtillonéximas de metro. Tan pequeño que si dilatáramos una de esas cuerdas hasta llegar al tamaño de un átomo de hidrógeno, un ser humano sería tan grande como una galaxia espiral del tamaño de la Vía Láctea. Esta teoría pretende unificar toda la física, tanto la teoría cuántica de partículas como la teoría clásica de la gravedad. Las cuatro fuerzas fundamentales de la física: la gravedad, la electromagnética, la nuclear fuerte, que mantiene a los protones y neutrones unidos en los átomos, y la nuclear débil, responsable de la radiactividad natural, serían unificadas por esta teoría. La teoría de cuerdas predice que el espaciotiempo tiene más de cuatro (3+1) dimensiones. ¿Cuántas dimensiones tiene el espaciotiempo? La teoría de cuerdas es el candidato más firme en la actualidad a describir la gravedad como una teoría cuántica, ya que uno de los modos de vibración de las cuerdas describe los gravitones, las partículas cuánticas de la gravedad. Construir una teoría cuántica de la gravedad es uno de los problemas más difíciles en la historia de la física teórica. La teoría de cuerdas resuelve este y algunos otros problemas, aunque el precio a pagar es la aparición de muchísimos otros todavía no resueltos.?? El espaciotiempo no es un concepto fundamental en teoría de cuerdas, emerge de la interacción fuerte entre muchos gravitones. Hay varias versiones de la teoría en las que el espaciotiempo emerge con un número diferente de dimensiones. Hay cinco teorías en 10D y la llamada teoría M en 11D. Todas estas teorías son equivalentes entre sí y describen la misma física pero desde diferentes puntos de vista. Las dimensiones extra del espacio tiempo 4+6 (o 4+7) están muy curvadas (compactificadas) y no las podemos observar. ¿Cómo describe la teoría de cuerdas todas las partículas fundamentales conocidas? Todas partículas elementales y sus interacciones son descritos por el modelo estándar de partículas. La estructura matemática del modelo es muy sofisticada: describe partículas que distinguen izquierda de derecha, partículas con propiedades estadísticas muy diferentes (fermiones y bosones), además contiene muchísimos elementos de teoría de grupos, integrales en espacios de dimensión infinita, y un largo etcétera.? Durante el desarrollo inicial de la teoría de cuerdas (1968-1984) quedó claro que las únicas formulaciones de la teoría que pueden describir la complejidad del modelo estándar, son las que tienen lugar si se da un nuevo tipo de simetría espaciotemporal conocida como supersimetría. La supersimetría relaciona las partículas fermión con las bosón. Cada partícula en la naturaleza es un bosón o un fermión; los quarks, electrones y neutrinos son fermiones, y los fotones y la partícula de Higgs bosones. Una de las implicaciones físicas de la supersimetría es que dobla el número de partículas conocidas, es decir, por cada fermión (respectivamente bosón) habría un bosón (fermión) que todavía no se ha detectado.?? Las cuerdas con supersimetría se suelen llamar supercuerdas y se conocen cinco teorías de supercuerdas en 10D equivalentes entre sí: la tipo I, la IIA, la IIB, la heterótica HO y la heterótica HE. Además son equivalentes a una teoría de la gravedad supersimétrica en 11D. ¿Se puede probar experimentalmente la teoría de cuerdas? No es fácil. La física cuántica de la gravedad se observa a energías que no podemos explorar en los experimentos y la física cuánticas de las partículas que podemos estudiar en los colisionadores corresponde al vacío de la teoría de cuerdas. Con la tecnología actual no podemos saber si las partículas son realmente cuerdas o no lo son. En ...
