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Teoría 2-T

Agosto 15, 2021

La Teoría 2-T, también conocida como Teoría S-2T holográfica (11+2), es una teoría cuántica de la gravedad introducida por Itzhak Bars,[1]​[2]​[3]​ que sugiere que el espacio-tiempo tiene dos dimensiones temporales (ver dimensiones de tiempo múltiples). Está inspirado en la estructura supersimétrica ampliada de la Teoría M (véase también Teoría F). Describir las 11 dimensiones de la Teoría M en el lenguaje de la física bitemporal requeriría añadir una dimensión temporal y otra espacial, dando a la naturaleza 11 dimensiones espaciales y dos temporales. La versión de la Teoría 2-T de Bars tendría un total de 13 dimensiones.

La Teoría 2-T sugiere que la física en un espacio-tiempo 3+1 (3D espaciales y 1D temporal), correspondiente al modelo estándar, es equivalente a una física en un espacio-tiempo 4+2 (4D espaciales y 2D temporales) en la que se ha fijado cierta simetría gauge sobre 1+1 dimensiones. La presencia de este espacio-tiempo 4+2 se puede percibir en nuestro mundo de 3+1 dimensiones gracias a las simetrías que se establecen en esta teoría y que aparecen como simetrías ocultas en nuestro universo. La Teoría 2-T está basado en el grupo simpléctico Sp(2,R), la cual garantiza la noción de causalidad y la unitariedad en todas las posibles “sombras” 3+1. Una de esta sombras parece coincidir con el Modelo Estándar.

Panorama general

 
Imagen ilustrativa de como un mismo objeto puede proyectar sombras diferentes en las paredes, como analogía a la Teoría 2-T de Itzhak Bars

En la física clásica, una partícula en movimiento se describe completamente por su momento (es decir, su masa por su velocidad) y su posición. Pero la física cuántica implica que es imposible conocer con precisión estas dos propiedades al mismo tiempo. La teoría 2-T altera las leyes que describen el movimiento incluso aún más, ya que postula que la posición y el momento no son distinguibles en un momento de tiempo dado. Técnicamente, pueden relacionarse matemáticamente mediante una simetría, lo que significa que intercambiar posición por momento mantiene sin cambios la física subyacente. Se podría decir que el tiempo no sería la línea que une el pasado con el futuro, sino que en realidad es una curva dentro de un espacio-tiempo de seis dimensiones, 4 espaciales y 2 temporales.

Para reproducir las ecuaciones que describen el mundo con precisión, la teoría 2-T también necesita una dimensión adicional del espacio, dando un total de cuatro dimensiones espaciales. Las matemáticas con cuatro dimensiones espaciales y dos temporales reproducen las ecuaciones del modelo estándar. Nuestro universo de cuatro dimensiones (3+1) se puede entender como una "sombra" de un espacio-tiempo de seis dimensiones (4+2). Nuestro universo es como un "muro" tetradimensional que muestra sombras de los objetos en una "sala" hexadimensional.

Podemos imaginarlo con la siguiente analogía: si colocamos un objeto en una caja en el que existen varias fuentes luminosas, el objeto proyecta sombras de diferente forma sobre las diferentes paredes. Si solo observáramos las diferentes sombras, podríamos interpretarlo como objetos completamente diferentes. Podríamos no percibir que provienen de un objeto común. De la misma forma, un espacio-tiempo de 4+2 dimensiones, como el que propone la teoría 2-T de Bars, generaría una gran variedad de “sombras” con un único tiempo, que corresponden a diferentes espacio-tiempo de 3+1 dimensiones, cada uno con “su propio” tiempo.

Éxitos

Nosotros no podemos observar directamente esta física, ya que estamos restringidos a 1 tiempo y 3 dimensiones espaciales. Sin embargo, sí podemos extraer consecuencias de la existencia de la física 2-T a partir de una observación detallada de las sombras. Si analizamos el sistema más simple posible en física 2-T, es decir, un espacio-tiempo plano en 6 dimensiones donde la física es invariante frente al cambio de posiciones y momentos de las partículas que se mueven en dicho espacio, las propiedades, leyes y simetrías que se extraen como "sombras" que se proyectan en nuestro universo tetradimensional son, entre otras, las siguientes:

  • Ecuación de Dirac y ecuación de Schrödinger, es decir, la mecánica cuántica.
  • Existencia de partículas sin masa, por ejemplo fotones.
  • Partículas en un espacio-tiempo cosmológico, los que se llaman modelos cosmológicos de Friedmann-Robertson-Walker.
  • El átomo de hidrógeno: los electrones se organizan alrededor del núcleo en diferentes orbitales identificados por números cuánticos (n = llamado principal, nos mide la energía del orbital, y l = llamado angular, nos mide como rota el electrón alrededor del núcleo; hay orbitales diferentes (ej.: 2s y 2p) que pueden presentar la misma energía, al tener el mismo valor de n = 2; esto es absolutamente sorprendente porque según nuestra experiencia una partícula no tiene la misma energía si está rotando o no (para una misma energía radial); sin embargo, es lo que nos dice la cuántica y lo que confirma la experiencia, pero no tenemos muchas explicaciones de por qué ocurre así; sin embargo, si se estudia la sombra de la física 2-T a nuestra física 1-T que da lugar al átomo de hidrógeno, se obtiene que hay una simetría no evidente que explica este fenómeno, precisamente por el hecho de que, en la física 2-T, momentos y posiciones son intercambiables.
  • La invarianza de Runge-Lenz en las órbitas planetarias en mecánica celeste clásicas puede tener su origen en la invarianza a rotaciones en la teoría 2-T.

Otros éxitos de la teoría son:

  • Elimina una partícula no deseada que se extrae de la Cromodinámica Cuántica, el axión, que surge debido a la conservación de las simetrías CP por la fuerza fuerte (esta simetría es violada por la fuerza débil). La física 2-T elimina esta especie de anomalía original del modelo estándar sin la necesidad de considerar el axión y explica posiblemente porque no se ha encontrado esta partícula tras muchos años de búsqueda.
  • La física 2-T, más simétrica, puede ayudar a formular una versión clara y completa de la Teoría M, algo que no se ha conseguido todavía a pesar de los múltiples esfuerzos.

Defectos

El problema con esta teoría es que esta reducción no es única: hay infinitas inmersiones de 3+1 dimensiones en 4+2, con lo que no es fácil justificar por qué el Modelo Estándar es como es; en teoría de supercuerdas pasa algo parecido: no sabemos porqué “nuestro” universo y sus leyes son como son (podrían ser de muchas otras formas); muchos aluden al principio antrópico.

Véase también

Bibliografía

  1. I. Bars (2006). "The Standard Model of Particles and Forces in the Framework of 2T-physics" Phys. Rev. D74, artículo Arxiv [1]
  2. I. Bars y Shih-Hung Chen (2009). "Geometry and Symmetry Structures in 2T Gravity" , artículo Arxiv [2]
  3. I. Bars y J. Terning (2010). “Extra Dimension in Space and Time”, Multiversal Journeys, Ed. Farzad Nekoogar, 217 pp

Enlaces externos

  • Francis (th)E mule Science's News
  •   Datos: Q6141887

Agosto 15, 2021
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La Teoria 2 T tambien conocida como Teoria S 2T holografica 11 2 es una teoria cuantica de la gravedad introducida por Itzhak Bars 1 2 3 que sugiere que el espacio tiempo tiene dos dimensiones temporales ver dimensiones de tiempo multiples Esta inspirado en la estructura supersimetrica ampliada de la Teoria M vease tambien Teoria F Describir las 11 dimensiones de la Teoria M en el lenguaje de la fisica bitemporal requeriria anadir una dimension temporal y otra espacial dando a la naturaleza 11 dimensiones espaciales y dos temporales La version de la Teoria 2 T de Bars tendria un total de 13 dimensiones La Teoria 2 T sugiere que la fisica en un espacio tiempo 3 1 3D espaciales y 1D temporal correspondiente al modelo estandar es equivalente a una fisica en un espacio tiempo 4 2 4D espaciales y 2D temporales en la que se ha fijado cierta simetria gauge sobre 1 1 dimensiones La presencia de este espacio tiempo 4 2 se puede percibir en nuestro mundo de 3 1 dimensiones gracias a las simetrias que se establecen en esta teoria y que aparecen como simetrias ocultas en nuestro universo La Teoria 2 T esta basado en el grupo simplectico Sp 2 R la cual garantiza la nocion de causalidad y la unitariedad en todas las posibles sombras 3 1 Una de esta sombras parece coincidir con el Modelo Estandar Indice 1 Panorama general 2 Exitos 3 Defectos 4 Vease tambien 5 Bibliografia 6 Enlaces externosPanorama general Editar Imagen ilustrativa de como un mismo objeto puede proyectar sombras diferentes en las paredes como analogia a la Teoria 2 T de Itzhak Bars En la fisica clasica una particula en movimiento se describe completamente por su momento es decir su masa por su velocidad y su posicion Pero la fisica cuantica implica que es imposible conocer con precision estas dos propiedades al mismo tiempo La teoria 2 T altera las leyes que describen el movimiento incluso aun mas ya que postula que la posicion y el momento no son distinguibles en un momento de tiempo dado Tecnicamente pueden relacionarse matematicamente mediante una simetria lo que significa que intercambiar posicion por momento mantiene sin cambios la fisica subyacente Se podria decir que el tiempo no seria la linea que une el pasado con el futuro sino que en realidad es una curva dentro de un espacio tiempo de seis dimensiones 4 espaciales y 2 temporales Para reproducir las ecuaciones que describen el mundo con precision la teoria 2 T tambien necesita una dimension adicional del espacio dando un total de cuatro dimensiones espaciales Las matematicas con cuatro dimensiones espaciales y dos temporales reproducen las ecuaciones del modelo estandar Nuestro universo de cuatro dimensiones 3 1 se puede entender como una sombra de un espacio tiempo de seis dimensiones 4 2 Nuestro universo es como un muro tetradimensional que muestra sombras de los objetos en una sala hexadimensional Podemos imaginarlo con la siguiente analogia si colocamos un objeto en una caja en el que existen varias fuentes luminosas el objeto proyecta sombras de diferente forma sobre las diferentes paredes Si solo observaramos las diferentes sombras podriamos interpretarlo como objetos completamente diferentes Podriamos no percibir que provienen de un objeto comun De la misma forma un espacio tiempo de 4 2 dimensiones como el que propone la teoria 2 T de Bars generaria una gran variedad de sombras con un unico tiempo que corresponden a diferentes espacio tiempo de 3 1 dimensiones cada uno con su propio tiempo Exitos EditarNosotros no podemos observar directamente esta fisica ya que estamos restringidos a 1 tiempo y 3 dimensiones espaciales Sin embargo si podemos extraer consecuencias de la existencia de la fisica 2 T a partir de una observacion detallada de las sombras Si analizamos el sistema mas simple posible en fisica 2 T es decir un espacio tiempo plano en 6 dimensiones donde la fisica es invariante frente al cambio de posiciones y momentos de las particulas que se mueven en dicho espacio las propiedades leyes y simetrias que se extraen como sombras que se proyectan en nuestro universo tetradimensional son entre otras las siguientes Ecuacion de Dirac y ecuacion de Schrodinger es decir la mecanica cuantica Existencia de particulas sin masa por ejemplo fotones Particulas en un espacio tiempo cosmologico los que se llaman modelos cosmologicos de Friedmann Robertson Walker El atomo de hidrogeno los electrones se organizan alrededor del nucleo en diferentes orbitales identificados por numeros cuanticos n llamado principal nos mide la energia del orbital y l llamado angular nos mide como rota el electron alrededor del nucleo hay orbitales diferentes ej 2s y 2p que pueden presentar la misma energia al tener el mismo valor de n 2 esto es absolutamente sorprendente porque segun nuestra experiencia una particula no tiene la misma energia si esta rotando o no para una misma energia radial sin embargo es lo que nos dice la cuantica y lo que confirma la experiencia pero no tenemos muchas explicaciones de por que ocurre asi sin embargo si se estudia la sombra de la fisica 2 T a nuestra fisica 1 T que da lugar al atomo de hidrogeno se obtiene que hay una simetria no evidente que explica este fenomeno precisamente por el hecho de que en la fisica 2 T momentos y posiciones son intercambiables La invarianza de Runge Lenz en las orbitas planetarias en mecanica celeste clasicas puede tener su origen en la invarianza a rotaciones en la teoria 2 T Otros exitos de la teoria son Elimina una particula no deseada que se extrae de la Cromodinamica Cuantica el axion que surge debido a la conservacion de las simetrias CP por la fuerza fuerte esta simetria es violada por la fuerza debil La fisica 2 T elimina esta especie de anomalia original del modelo estandar sin la necesidad de considerar el axion y explica posiblemente porque no se ha encontrado esta particula tras muchos anos de busqueda La fisica 2 T mas simetrica puede ayudar a formular una version clara y completa de la Teoria M algo que no se ha conseguido todavia a pesar de los multiples esfuerzos Defectos EditarEl problema con esta teoria es que esta reduccion no es unica hay infinitas inmersiones de 3 1 dimensiones en 4 2 con lo que no es facil justificar por que el Modelo Estandar es como es en teoria de supercuerdas pasa algo parecido no sabemos porque nuestro universo y sus leyes son como son podrian ser de muchas otras formas muchos aluden al principio antropico Vease tambien EditarTeoria M Teoria S Teoria F Dimensiones de tiempo multiples Gravedad cuantica Mecanica cuantica Relatividad general Fisica teorica HipertiempoBibliografia Editar I Bars 2006 The Standard Model of Particles and Forces in the Framework of 2T physics Phys Rev D74 articulo Arxiv 1 I Bars y Shih Hung Chen 2009 Geometry and Symmetry Structures in 2T Gravity articulo Arxiv 2 I Bars y J Terning 2010 Extra Dimension in Space and Time Multiversal Journeys Ed Farzad Nekoogar 217 ppEnlaces externos EditarFrancis th E mule Science s 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