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¿Qué ocurre cuando dos cuerdas chocan?

Tengo una pregunta, que tal vez alguien con un conocimiento mucho mejor de la física pueda ayudarme a responder.

Por favor, corríjanme si me equivoco. Por lo que tengo entendido, una cuerda en la teoría de cuerdas es básicamente una hebra de energía que vibra. La cuerda puede vibrar de diferentes maneras. Se cree que cosas como los quarks consisten en una cuerda que vibra de una manera muy específica.

La pregunta es: si dos de estas cuerdas vibrantes chocan, ¿no cambiarían sus patrones de vibración?

¿Es posible que una cuerda que vibra con un patrón choque con una cuerda que vibra con el patrón exactamente opuesto de tal manera que las dos cuerdas se anulen esencialmente?

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heathrow Puntos 25

Las cuerdas no se describen con mucha precisión en la divulgación científica, porque gran parte de la física de las cuerdas sólo se comprendió mucho después de que la teoría matemática estuviera algo avanzada, y no se dispuso de un análogo clásico preciso para la cuerda hasta hace relativamente poco tiempo. El análogo clásico que se suele utilizar es el de una banda de energía que vibra, pero esto es en su mayor parte erróneo, porque las cuerdas no interactúan chocando unas con otras, como hacen las bandas de goma. Sólo pueden interactuar de una manera extraña determinada por la consistencia de tener infinitas partículas diferentes, todas conspirando para hacer una teoría consistente. Esta conspiración hace que cuando las cuerdas se fusionan, hagan una cosa complicada, y el único análogo clásico correcto a esta cosa complicada es la fusión de un agujero negro. Esto no se entendió muy bien hasta, al menos, finales de los 90, por lo que la ciencia pop no se ha puesto al día.

Los agujeros negros astrofísicos ordinarios son grandes, complicados, negros y pegajosos. Son eléctricamente resistivos, sus oscilaciones decaen rápidamente, son muy irreversibles en el sentido estadístico. La cuerda describe el caso de que el agujero negro se extienda y se cargue tanto que se encuentre en el límite extremo no viscoso, de modo que las cuerdas no son viscosas y con pérdidas como los agujeros negros ordinarios, sino brillantes y reversibles. Los agujeros negros brillantes unidimensionales son las cuerdas, en el límite en que estos agujeros negros interactúan débilmente, de modo que los más ligeros son ligeros, y en consecuencia están débilmente cargados (porque la extremidad relaciona carga y masa).

Cuando los agujeros negros chocan, las oscilaciones no se combinan de forma simple, se combinan de la forma en que se combinan los agujeros negros, de una extraña forma acausal que sólo tiene sentido teleológico. Así que no se puede decir "este patrón hizo este patrón", al menos no de forma causal precisamente, hay que describir todo el asunto a la vez. Las ondas que corren a lo largo de la cuerda no se suman a la onda que corre a lo largo de otra cuerda cuando se combinan, pero si las dos se combinan a altas energías para hacer una cuerda larga con muchas ondas que corren de manera estadística, de modo que tiene una interpretación clásica, se combinan a un objeto que es pegajoso porque tiene un montón de basura corriendo en él, y esto no es diferente de un líquido viscoso. Cuando las cuerdas se enfrían de nuevo disparando otras cuerdas frías, las oscilaciones se apagan. Las leyes de la combinación no son como la superposición de ondas en un estanque, sino que se describen en toda la hoja del mundo espacio-tiempo.

Las cuerdas son más elementales que los agujeros negros, son pequeñas y simples. No hay que dejarse intimidar por lo anterior para pensar que las leyes de las colisiones de las cuerdas exigen entender las colisiones clásicas de los agujeros negros. Esto no es más cierto que decir que describir una colisión en la aproximación de Born en la mecánica cuántica requiere que resuelvas el problema clásico, mucho más difícil, de las partículas que se dispersan en ese potencial. El comportamiento cuántico es más sencillo que el clásico en muchos casos.

Las leyes de las colisiones de las cuerdas, para aquellas cuerdas que son más ligeras a las energías más bajas, es decir, para aquellas escalas de distancia que reproducen nuestra experiencia, son extremadamente simples: sólo reproducen las leyes de los diagramas de Feynman, de modo que las partículas se combinan en otras partículas de la misma manera que lo hacen en el modelo estándar. En la hoja del mundo de las cuerdas, estas leyes de combinación de partículas son las leyes de los productos algebraicos de operadores, describen cómo expandir un producto de dos operadores en una serie infinita de un tercer operador. Este proceso toma un límite en el que los puntos de fusión de las partículas entrantes se acercan por una transformación conformacional, de modo que cada una de sus oscilaciones ya no es distinta, sino que se fusiona en una oscilación combinada desde hace mucho tiempo (el límite de colisión no es realmente un límite de corta distancia, sino de larga duración). La oscilación combinada sólo parece una serie infinita de partículas en la teoría, una serie infinita de operadores en la hoja del mundo que crean la oscilación correspondiente al envío de una de estas partículas desde el infinito.

Esto es como una expansión de Taylor, excepto para las cantidades fluctuantes, y las leyes del producto del operador son las leyes de la fusión de cuerdas y la adición de vibraciones. No se puede hacer nada, porque siempre se tiene una hoja de mundo, y la ley de adición es extraña, no por las leyes de superposición (como las ondas de agua, o las oscilaciones en las bandas de goma) sino por las reglas de la expansión del producto operador.

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Fernando Briano Puntos 3704

Esta es una conferencia para los estudiantes de verano del CERN sobre "qué es la teoría de las cuerdas" para que los físicos puedan hacerse una idea. Hay más conferencias en la sección " programa de conferencias de verano para estudiantes " si alguien está realmente interesado. Utilicé "cadenas" para buscar.

La dispersión de cuerdas es una extensión "simple" de los diagramas de Feynman, para los que conocen los diagramas de Feynman, en cuanto a dibujos.

Cuando dos partículas se dispersan salen más partículas si la energía es alta. En los diagramas de Feynman hay reglas específicas sobre los vértices, etc., que permiten calcular la sección transversal de una salida específica.

Lo mismo ocurre cuando las dos partículas se representan como excitaciones en dos cuerdas. Cuando colisionan pueden simplemente cambiar el nivel de energía y así representar una partícula diferente siguiendo las reglas de conservación, como con los diagramas de Feynman, o se puede mapear una generación más complicada de cuerdas, cuando uno está viendo una dispersión de dos a muchas partículas.

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