¿La teoría de cuerdas plantea un problema de masa de fotones?

Question

Hace un par de semanas, empecé a leer libros sobre la teoría de cuerdas. Una cosa que realmente parecía confuso o contradictorio era que la teoría de cuerdas, explica que la energía de un supercuerdas da masa a las partículas. Significado, más la energía de la cadena contiene, más que vibre el más masa de la que se da a la partícula.

Parece como si un fotón no tiene masa, a continuación, la cadena no tiene ningún tipo de energía y por lo tanto no existen. Mi pregunta es, ¿cómo puede un fotón existir como una partícula de acuerdo a la teoría de las cuerdas si ha $0$ en masa, que creo que implica la de supercuerdas no tiene energía?

Answer 1

Es incorrecto decir que la energía de una cadena directamente nos da la masa de la partícula. Si bien es cierto que más las oscilaciones de la cuerda, mayor es la masa, la relación entre las oscilaciones y la masa no es la de una simple proporcionalidad.

Lo que realmente sucede es que la cadena tiene un poco de energía $E$ (debido a las oscilaciones en él) y un impulso a $\vec{p}$ (ya que se está moviendo en el espacio), que no está afectado por las oscilaciones. La masa de la partícula que dicha cadena se refiere a está dada por el relativista relación de dispersión $$ m = \sqrt{\frac{E^2}{c^4} - \frac{p^2}{c^2} } $$ donde $p^2 = \vec{p}\cdot\vec{p}$.

Ahora, como usted puede ver, es posible elegir las oscilaciones en la cadena tal que $E^2 = p^2 c^2$ lo que nos da un cero de la masa de la partícula. De hecho, esta es precisamente la manera en la teoría de cuerdas se recupera partículas sin masa. Ahora, si dicha masa de la partícula es un fotón o no depende de otras propiedades internas de la propia cadena.

APARTE: En bosonic la teoría de cuerdas, es posible tener una cadena de caracteres SIN EXCITACIONES, en cuyo caso $E=0$. Luego uno se recupera de una partícula con el imaginario de masa llamado el taquión. Existencia de la ayuda de los taquiones es problemático en la teoría, puesto que conduce a la inestabilidad. Este problema es resuelto en superstrings, donde ciertas limitaciones que no permiten a las cadenas con ninguna de las excitaciones.