Teoria das supercordas
A teoria das supercordas, ou teoria das cordas supersimétricas, é uma versão da teoria das cordas, que incorpora férmions e supersimetria.[1]
Essa teoria requer um mundo de 10 dimensões,[2] com algumas enroladas em um nível microscópico e algumas dimensões "grandes" que percebemos como "real". Caso contrário, há efeitos quânticos que tornam a teoria inconsistente ou 'anômala'. Em 10 dimensões do espaço-tempo, os efeitos podem precisamente se cancelar deixando a teoria livre de anomalias. Entretanto, ela cria um mundo onde a distinção entre o espaço e o tempo é falacioso (como descrito pela relatividade geral). Um mundo onde, de fato, a própria noção de espaço-tempo desaparece.
No caso da teoria das cordas, a consistência requer que o espaço-tempo tenha 10 dimensões (espaço regular 3D + 1 tempo + hiperespaço 6D).[3][4] No espaço-tempo de 10 dimensões da teoria das supercordas, ainda é observado apenas um espaço-tempo tetra-dimensional. Para, de alguma forma, as supercordas descrever o nosso universo, as 6 dimensões extras se enrolam em um pequeno espaço compacto. Se o tamanho do espaço compacto é da ordem da escala das cordas (10−33 cm), não seriamos capazes de detectar a presença destas dimensões extras diretamente - elas são muito pequenas. O resultado final é que voltamos ao nosso familiar (3D + 1T) mundo dimensional, mas há uma "bola" muito pequena de 6 espaços dimensional associada a cada ponto do nosso universo tetra-dimensional.
História
editarNo início de 1980, Edward Witten descobriu que a maioria das teorias da gravidade quântica não poderia acomodar fermiões quirais como o neutrino.[5] Isso levou-o, em colaboração com Luis Alvarez-Gaume, a estudar as violações das leis de conservação nas teorias de gravidade com anomalias,[6] concluindo que o tipo I da teorias de cordas era inconsistente. Green e Schwarz descobriram uma contribuição para a anomalia[7] que Witten e Alvarez-Gaume não tinham visto, que restringiu o grupo de calibre do tipo da teoria das cordas a ser SO(32).[8] Ao começar a entender este cálculo, Edward Witten convenceu-se de que a teoria das cordas era realmente uma teoria consistente da gravidade, e tornou-se um grande defensor das supercordas. Seguindo o exemplo de Witten, entre 1984 e 1986, centenas de físicos começaram a trabalhar neste campo, e isso às vezes é chamada a primeira revolução das supercordas.[9]
Em 1995, na conferência anual dos teóricos das cordas da Universidade do Sul da Califórnia (USC), Edward Witten fez um discurso sobre a teoria das cordas que, em essência, uniu as cinco teorias das cordas que existiam na época,dando origem a uma nova teoria dimensional com 11 dimensões, chamada teoria-M. A Teoria-M também foi prefigurado na obra de Paul Townsend[10] aproximadamente ao mesmo tempo. A onda de atividade que começou neste momento é às vezes designada de segunda revolução das supercordas.[11] A teoria-M tem o mérito de englobar as teorias de super-cordas e de constituir um quadro de trabalho muito elegante e abrangente. No entanto, tal como as super-cordas, estamos muito longe de poder testar experimentalmente esta teoria.[12]
5 tipos de teorias
editarEm termos da teoria de perturbação de acoplamento fraco parece haver apenas cinco consistentes teorias das supercordas conhecidas como: Tipo I SO(32) [nota 1],[13] Tipo IIA, Tipo IIB[nota 2], Tipo Heterótica SO(32) e Heterótica E8×E8 [nota 3].[14]
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Supercordas |
||
|---|---|---|
|
Tipo |
Dimensões do espaço-tempo |
Detalhes - Supersimetria entre as forças e matéria |
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I |
10 |
Ambas com cordas abertas e fechadas. Inexistência de taquiões. O grupo de simetria é SO(32). |
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IIA |
10 |
Apenas cordas fechadas vinculadas às D-branas. Inexistência de taquiões. Fermiões sem massa não são quirais. |
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IIB |
10 |
Apenas cordas fechadas vinculadas a D-branas. Inexistência de taquiões. Fermiões sem massa quirais. |
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HO |
10 |
Apenas com cordas Abertas em expansão . Sem taquiões. Heterotíco, i.e, os movimentos direitos e esquerdo da corda divergem. O grupo simétrico é SO(32). |
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HE |
10 |
Somente com cordas fechadas. Sem taquiões. Heterotico. Grupo de simetria E8xE8. |
Ver também
editarNotas
- ↑ Teoria das cordas Tipo I com a acoplamento de corda constante é equivalente a corda heterótica SO(32) com o acoplamento . Esta equivalência é conhecido como S-dualidade (dualidade forte-fraca)
- ↑ A teoria das cordas do Tipo II é um termo unificado que inclui tanto cordas tipo IIA e cordas tipo IIB. Em baixas energias, a teoria das cordas do tipo IIA é descrita por supergravidade do tipo IIA em dez dimensões, que é uma teoria não-quiral (ou seja simétrica esquerda-direita) com (1,1) d = 10 supersimetria; o fato de que as anomalias nesta teoria se cancelam é, por conseguinte, trivial.
- ↑ Na Teoria das cordas heterótica tem 2 tipos de cordas: Tipo Heterótica SO(32) e o tipo Heterótica E8×E8, abreviadas como HO e HE
Referências
- ↑ NASA Official: Phil Newman (5 de julho de 2005). «Superstrings». High Energy Astrophysics Science Archive Research Center. Consultado em 12 de setembro de 2014
- ↑ Witten, Edward (1995). "String theory dynamics in various dimensions". Nuclear Physics B 443 (1): 85–126.
- ↑ D = 10 dimensão crítica foi originalmente descoberto por John H. Schwarz in Schwarz, J. H. (1972). "Physical states and pomeron poles in the dual pion model". Nuclear Physics, B46(1), 61–74.
- ↑ Zinn-Justin, Jean (1996). Quantum field theory and critical phenomena. Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-851882-X
- ↑ Lemonick, Michael (26 de abril de 2004). «Edward Witten». Time. Consultado em 1 de novembro de 2011
- ↑ invitation to quantum field theory por Luis Álvarez-Gaumé
- ↑ 2 The Green–Schwarz Superstring: A Brief Motivation por Joan Simón em Living Rev. Relativity' No 15, pg. 3 (2012)
- ↑ & INFLATION Luis Alvarez-Gaume na "Warsaw lectures" de 3 a 6 de fevereiro de 2010
- ↑ Anomalies por Edward Witten & Luis Alvarez-Gaume] em 1984
- ↑ Paul Townsend
- ↑ Bit of Physics History: Ed Witten Introduces M-Theory em 12-3-2014 por Sean Carroll
- ↑ Unificação: À procura da Teoria de Tudo publicado pelo "CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional"
- ↑ Frenkel, Edward (2009). "Gauge theory and Langlands duality". Seminaire Bourbaki, p.2
- ↑ John M. Pierre (Set. 1998). «Supersymmetric Strings». Society for Science & the Public
