Teoria das supercordas

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Teoria das cordas
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Além do Modelo Padrão
Simulação do Grande Colisor de Hádrons detectando um bóson de Higgs, produzido pela colisão de prótons.
Modelo padrão
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A teoria das supercordas, ou teoria das cordas supersimétricas, é uma versão da teoria das cordas, que incorpora férmions e supersimetria.

Essa teoria requer um mundo de 10 dimensões, 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). 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

No início de 1980, Edward Witten descobriu que a maioria das teorias da gravidade quântica não poderia acomodar fermiões quirais como o neutrino. Isso levou-o, em colaboração com Luis Alvarez-Gaume, a estudar as violações das leis de conservação nas teorias de gravidade com anomalias, concluindo que o tipo I da teorias de cordas era inconsistente. Green e Schwarz descobriram uma contribuição para a anomalia que Witten e Alvarez-Gaume não tinham visto, que restringiu o grupo de calibre do tipo da teoria das cordas a ser SO(32). 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.

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 aproximadamente ao mesmo tempo. A onda de atividade que começou neste momento é às vezes designada de segunda revolução das supercordas. 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.

5 tipos de teorias

Em termos da teoria de perturbação de acoplamento fraco parece haver apenas cinco consistentes teorias das supercordas conhecidas como: Tipo I SO(32) , Tipo IIA, Tipo IIB, Tipo Heterótica SO(32) e Heterótica E₈×E₈ .

 

Supercordas
Tipo	Dimensões do espaço-tempo	Detalhes - Supersimetria entre as forças e matéria
I	10	Ambas com cordas abertas e fechadas. Inexistência de taquiões. O grupo de simetria é SO(32).
IIA	10	Apenas cordas fechadas vinculadas às D-branas. Inexistência de taquiões. Fermiões sem massa não são quirais.
IIB	10	Apenas cordas fechadas vinculadas a D-branas. Inexistência de taquiões. Fermiões sem massa quirais.
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).
HE	10	Somente com cordas fechadas. Sem taquiões. Heterotico. Grupo de simetria E8xE8.

Ver também

• Teoria-M
• Gráviton
• Gravitação quântica
• Supersimetria
• Tempo-espaço