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Durante décadas los científicos han criticado la teoría de supercuerdas porque no hacía predicciones que pudieran ser corroboradas en un experimento presente o futuro.
Esta teoría pretende unificar todas las fuerzas fundamentales a costa de introducir una escenario multidimensional (con 10 u 11 dimensiones) en el cual todas las dimensiones, salvo las habituales, estarían compactificadas.
Ahora investigadores de University of California, San Diego, Carnegie Mellon University, y University of Texas han desarrollado una prueba que permitirá ver si esta teoría va por el buen camino. La prueba está descrita en un artículo del pasado día 26 de enero en Physical Review Letters L.
Este test consistiría en medidas de cómo unas partículas de alta energía se dispersarían en una colisión típica. Además, según los expertos, el regimen de observación de estas colisiones se podría alcanzar en el LHC (Large Hadron Collider), el colisionador que está a punto de entrar en funcionamiento en el CERN.
Estos físicos por tanto dicen mostrar que la teoría de supercuerdas podría ser comprobada de una manera no trivial en este colisionador próximamente.
La base teórica del test descansa en estudios de cómo se dispersan en las colisiones los bosones W portadores de la fuerza débil. Los W son especiales porque portan dicha fuerza débil (la responsable de las desintegraciones radiactivas), que es un modo fundamental de los varios existentes en el que las partículas interactúan unas con otras.
Cuando este año empiece a funcionar el LHC, los científicos comenzarán a investigar la dispersión (scattering) de los bosones W por primera vez, ya que los aceleradores o colisionadores de las generaciones anteriores no alcanzaban suficiente energía para esta tarea.
La belleza de este test es que está basado en premisas sencillas. La forma canónica de la teoría de supercuerdas se basa en varias condiciones, que entre otras serían: invarianza Lorentz (el sistema que nos dice cómo son las leyes de la física en los sistemas inerciales de la relatividad especial), analiticidad (un criterio de suavidad para la dispersión de partículas de alta energía tras una colisión) y unitariedad (todas las probabilidades suman siempre uno). El test diseñado enlaza con estas tres condiciones.
Una vez realizados los experimentos, podría ser que los datos no superaran lo predicho por el test para los bosones W , y esto significaría que habría pruebas de que las bases matemáticas sobre las que descansa la teoría de cuerdas es violada. Entonces la teoría misma sería errónea como modelo de descripción de fenómenos físicos. La teoría podría modificarse para adaptarla a los hechos, pero dicha modificación no sería trivial.
Si el test es superado no se podrá determinar todavía si la teoría de supercuerdas es o no correcta. Es decir el test sirve para refutar o descartar la teoría pero no para demostrarla.
Según la teoría de cuerdas se puede unificar todas las fuerzas fundamentales (gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil) mediante la existencia de unos entes ultramicroscópicos llamados cuerdas que vibran a diferentes regímenes en un espacio multidimensional. Estas cuerdas producirían todas las fuerzas y partículas conocidas en el universo y reconciliaría la mecánica cuántica (que estudia el mundo de lo muy pequeño) con la teoría general de la relatividad de Einstein (que estudia objetos grandes como estrellas, galaxias o el Universo en su totalidad), meta que hasta ahora se ha resistido al esfuerzo de muchos físicos.
Los proponentes de la supercuerdas dicen que su teoría es bella y elegante, mientras que sus oponentes dicen que no es capaz de hacer ninguna predicción, y que por tanto, no es una teoría científica al no ser falsable.
Ni los aceleradores pasados, ni presentes ni futuros podrán alcanzar las energías que refuten o demuestren dicha teoría totalmente al detectar directamente o no dichas cuerdas.
Según los proponentes de este test, debido a que no tenemos un entendimiento completo de la teoría de cuerdas no es posible eliminar o demostrar que son falsos todos los posibles modelos que esta teoría es capaz de generar. Pero como estas teorías (o teoría) se basan en ciertas asunciones matemáticas, algunas aspectos sí pueden ser comprobados.
Fuentes y referencias:
University of Texas. [1]
UCSD. [2]
Artículo original. [3]
Artículo más reciente sobre este tema en NF. [4]
The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next [5]