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COLUMNA*: SÚPERGRAVEDADES GAUGEADAS Y GEOMETRIA EXTENDIDA DE LA TEORÍA M

La tesis de doctorado de Rosabal se encuentra en la Biblioteca del IB-CAB.En esta columna dirigida principalmente a estudiantes o futuros estudiantes de física y también a lectores interesados en general, el autor cuenta en primera persona de qué se trata el tema de su tesis de doctorado, por el cual recibió el Premio Giambiagi 2015 que la Asociación Física Argentina otorga a la mejor tesis doctoral en física de universidades argentinas cada año.

*Por Alejandro Rosabal - Doctor en Física (por el Intituto Balseiro-UNCuyo /CNEA).

¿Qué es la geometría extendida de la Teoría M y qué son las súpergravedades gaugeadas? Para explicarlo hay que remontarse a Einsten. Justo después de que Einsten formulara la teoría general de la relatividad, que es la teoría que explica geométricamente cómo funciona la gravedad, su sueño fue unificar la gravedad y el electromagnetismo geométricamente.

La teoría más aceptada de unificación no vino de Einsten sino de Kaluza en 1919 y luego también de Klein, que propusieron que la gravedad y el electromagnetismo podrían ser diferentes expresiones de una teoría que lucía exactamente como la relatividad general, geométricamente hablando, pero en cinco dimensiones en lugar de las cuatro que estamos acostumbrados (tres espaciales y el tiempo). La quinta dimensión se supone es muy chica y por eso no la vemos en nuestra vida cotidiana.

La teoría llamada teoría de cuerdas o la teoría M, es consistente en diez u once dimensiones, esto significa que hay mucho lugar para incluir el electromagnetismo. De hecho en una única teoría de cuerdas se pueden incluir generalizaciones del electromagnetismo, que son llamadas en general teorías de Yang-Mills.

Las supergravedades gaugedas, por otro lado, son simplemente deformaciones o generalizaciones de la gravedad de Einstein que incluyen como caso particular estas teorías de Yang-Mills. El término “súper” viene de que estas teorías implementan una simetría muy básica de la naturaleza llamada supersimetría. En la actualidad no hay dudas de que la teoría de cuerdas es una teoría de unificación.

El “problema” surge en que no hay solo una teoría de cuerdas sino que hay cinco consistentes junto con la supergravedad en 11 dimensiones. Entonces surge la pregunta de si el universo es uno solo por qué ahora tengo tantas teorías que unifican todas las interacciones fundamentales.

La solución a este este ''problema'' llegó con la formulación de E. Witten de la teoría M. En realidad se conoce muy poco sobre esta teoría, sólo sabemos que ésta debe tener como límite las diferentes teorías de cuerdas y la supergravedad en 11 dimensiones. Esto llevó a una nueva idea de unificación.

Lo que nosotros hicimos fue llevar el sueño de Einsten a este nuevo escenario y ver si era posible lograr unificar geométricamente todas las teorías de cuerdas. Para este fin surgió la geometría extendida, que no es más que una generalización de la geometría de Riemann donde de manera natural todas las teorías de cuerdas están contenidas.

El apellido “extendida” es sólo porque esta geometría necesita muchas más dimensiones para poder, geométricamente, contener a todas las teorías de cuerdas. Algunos han sugerido que el número de dimensiones podría ser infinito.

Con los resultados de mi tesis de doctorado, no construimos la desconocida teoría M pero dimos un gran paso de avance en el entendimiento de su límite de bajas energías.

NOTAS VINCULADAS:

-LINK A NOTA PRINCIPAL: Un joven doctor en física del Balseiro recibió el Premio "Juan José Giambiagi" 2015 (02/10/2015)

-LINK A ENTREVISTA AL DOCTOR EN FÍSICA ALEJANDRO ROSABAL- PREMIO “J. J. Giambiagi” a la mejor tesis doctoral – edición 2015: “Siempre me interesó la física de altas energías, en particular la teoría de cuerdas”. (02/10/2015)


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Instituto Balseiro

San Carlos de Bariloche, 02/10/2015

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