¿Cuál es el estado actual de la teoría de cuerdas (2013)?

La idea que se cuestiona, aunque ciertamente aún no se ha refutado, es que hay nuevas partículas, además del bosón de Higgs, que el LHC podrá detectar. Se suponía ampliamente que aparecerían parejas supersimétricas de algunas partículas conocidas, porque podrían estabilizar la masa del bosón de Higgs.

El marco más simple para esto es simplemente agregar supersimetría al modelo estándar, por lo que la mayoría de los modelos de cuerdas del mundo real se construyeron alrededor de este "modelo estándar supersimétrico mínimo" (MSSM). Son realmente los físicos de partículas quienes decidirán si el MSSM debe perder su estatus como la idea principal de la nueva física. Si cambian a algún "nuevo modelo estándar", entonces los teóricos de cuerdas también cambiarán.

Ya sea que apunten al SM, al MSSM o a cualquier otra cosa, el desafío para los teóricos de cuerdas es, primero, encontrar una forma para las dimensiones adicionales que hagan que las cuerdas se comporten aproximadamente como las partículas observadas, y luego, usar esa forma. modelo para predecir algo nuevo. Pero tal como están las cosas, todavía solo tenemos modelos de cuerdas que se parecen cualitativamente a la realidad.

Aquí hay un ejemplo de hace un año: "Modelos estándar de paquete de línea heterótica" . Verá que los autores hablan sobre la construcción de "modelos estándar" dentro de la teoría de cuerdas. Eso significa que los estados de baja energía en estos modelos de cuerdas se asemejan a las partículas del modelo estándar, con las mismas cargas, simetrías, etc.

Pero eso es solo el comienzo. Entonces tienes que comprobar los detalles más finos. En este artículo, se ocupan de otras propiedades, como la desintegración de protones, la pesadez relativa de las diferentes generaciones de partículas y las masas de los neutrinos. Eso ya implica mucho análisis. La prueba definitiva sería calcular las masas y los acoplamientos exactos predichos por un modelo en particular, pero eso sigue siendo demasiado difícil para el estado actual de la teoría, y todavía queda trabajo por hacer para converger en un conjunto de modelos que podrían ser correctos.

Entonces, si la supersimetría no se muestra en el LHC, los teóricos de cuerdas cambiarían algunos de estos criterios intermedios por los cuales juzgan la plausibilidad de un modelo, por ejemplo, si la opinión de la física de partículas cambiara de esperar que la supersimetría apareciera en las energías del LHC, a esperar solo la supersimetría. para mostrarse en la escala de Planck. Significaría comenzar de nuevo con ciertos aspectos de estos análisis de modelos, porque ahora ha cambiado los detalles de su destino final.

Descargo de responsabilidad: no soy un fenomenólogo.

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Habiendo dicho eso, creo que hay dos problemas que se combinan aquí:

• La primera es que SUSY es más o menos necesaria para la consistencia matemática de la teoría de cuerdas, sí.
• La otra es que si la naturaleza es supersimétrica en escalas de energía accesibles al LHC, entonces podríamos tener una solución al problema de la Jerarquía, que es la cuestión de por qué el Higgs es tan ligero cuando a priori esperaríamos que su masa fuera cercana a la del Higgs. Masa de Planck, que es algo así como$10^{15}$más grande.

Entiendo que este segundo punto históricamente ha sido una de las fuerzas impulsoras de la investigación SUSY (el otro es la teoría de cuerdas, por supuesto), por lo que muchos físicos encuentran preocupante la perspectiva de que no haya SUSY en las escalas del LHC. Sin embargo, esto no es realmente relevante para la teoría de cuerdas en sí.

La supersimetría no está muerta y no puede morir porque es una construcción matemática, hermosa en su simplicidad y poder. Lo que sí puede muy bien es no ser físico. Muchas construcciones de la teoría de cuerdas se postulan asumiendo algún tipo de unicidad demostrada: tipos de compactaciones, soluciones a varios teoremas de no-go, cancelaciones de anomalías, etc. En todos los casos, algunos físicos solo desean y favorecen la unicidad, pero no se prueban rigurosamente. Lo que creo que la gente debería hacer es comenzar con los fundamentos de estas teorías y volver a verificar todas las suposiciones. Mi opinión es que se encontrará que la teoría de cuerdas no existe (en el sentido matemático de ser isomorfa con una teoría mucho más simple) y se encontrará que la supersimetría no es una simetría de la naturaleza.