¿Cuáles son los obstáculos restantes para la gravedad cuántica de baja energía?

En una revisión de 2003, Burgess describió cómo la metodología perturbativa QFT se está extendiendo a la gravedad y describió algunas expansiones de gravedad cuántica efectivas que reproducen la relatividad general en el orden más bajo y proporcionan correcciones cuánticas. Mi pregunta es ¿cuáles fueron los desarrollos durante la última década y qué problemas restantes impiden incluir una gravedad cuántica tan efectiva en el modelo estándar en los mismos términos que QCD?

Por supuesto, la gravedad no es renormalizable, pero después de que la renormalizabilidad de Weinberg se considera una conveniencia matemática en lugar de una necesidad, es bueno tenerla, pero... Tanto en las teorías renormalizables como en las no renormalizables, es el límite el que elimina las divergencias y bloquea grados de libertad de alta energía, cuya teoría "verdadera" se desconoce. Burgess escribe que " las teorías no renormalizables no son fundamentalmente diferentes de las renormalizables. Simplemente difieren en su sensibilidad a escalas más microscópicas que se han integrado ".

Un problema con la gravedad semiclásica más antigua era que cuando uno acopla los campos cuánticos al tensor métrico clásico de la relatividad general, es posible rastrear observables cuánticos a través de cambios en el tensor, por lo que se viola el principio de incertidumbre. También se violan las leyes de conservación, véase, por ejemplo, Rickles (pág. 20). ¿La gravedad cuántica efectiva evita estos problemas? Burgess también menciona que incluso las principales correcciones cuánticas podrían ser demasiado pequeñas para detectarlas. ¿Sigue siendo así, y es ahí donde está el principal problema?

EDITAR: Los teoremas de baja energía de la gravedad cuántica de la teoría del campo efectivo (2015) de Donoghue y Holstein parecen ser relevantes, dibuja una analogía directa con QCD: " En QCD en las energías más bajas solo existen piones de luz que son dinámicamente activos y las interacciones de estos piones están restringidos por la simetría quiral original de QCD. La teoría del campo efectivo resultante, la teoría de la perturbación quiral, tiene muchos aspectos en común con la relatividad general ". Pero solo tratan la dispersión gravitacional.

El objetivo de la renormalización no es simplemente eliminar las divergencias, sino obtener un modelo que se describa mediante un número finito de parámetros físicamente significativos. Un modelo que puede pintar un pato en el detector hoy y un cocodrilo mañana es completamente inútil. Si lo que obtienes al final del día es un modelo forzosamente regularizado con un corte, eso no es más que la admisión de que no tienes ni idea de lo que realmente está pasando mientras estás calzando.
@CuriousOne No obstante, las teorías no renormalizables ahora se admiten de forma rutinaria, e incluso se sabe que las renormalizables tienen reducciones de baja energía no renormalizables, por lo que no se pueden evitar. Si entiendo correctamente las restricciones de Cao y Burgess sobre teorías efectivas que las hacen físicamente sensibles son mucho más amplias que la renormalizabilidad, y en EQG en particular los términos de las expansiones perturbativas están determinados más o menos de manera única, no es una teoría de cuerdas.
¿Y por "admitidos" quiere decir confirmados experimentalmente o simplemente "admitidos sobre la base de que parecen matemáticamente interesantes a pesar de que no nos dicen nada que podamos comparar con la naturaleza"? Si es esto último, tengo que pasar. En lo que respecta a la baja energía... la física de baja energía suele llamarse química, biología, etc. Absolutamente nadie espera que la QFT prediga la evolución darwiniana a partir de los primeros principios.
La teoría de Fermi de que CP viola interacciones débiles no es renormalizable, se confirmó experimentalmente. Y "teoría efectiva de baja energía" es un término estándar en física como bien sabes. ¿Hay un punto para esto?
Nada le impide ajustar el potencial 1/r de Newton con un polinomio de alto orden. Sí... tiene problemas reales en radios grandes y pequeños, pero ¿a quién le importa? Al menos casi funciona... en el medio, si jugamos con sus 200 coeficientes lo suficiente como para ajustar los datos orbitales del sistema solar durante un par de meses. Espera... ¿No hicieron algo así en el pasado? ¿Eso no se llamaba "epiciclos" o algo así?
¿Puedo intervenir como árbitro neutral (he realizado y publicado cálculos de investigación con teorías renormalizables y con teorías no renormalizables). Si está buscando una respuesta final, espere una teoría renormalizable. Eso funcionó muy bien para QED y QCD y el modelo estándar en menor medida. Si está buscando algo que hacer mientras tanto, estudie teorías efectivas. Esa es una respuesta de "cállate y calcula", pero hay momentos en que es necesario y no del todo sin sentido.
@Lewis Miller Pensé que la gente no cree que la gravedad renormalizable sea prometedora, tanto la teoría de cuerdas como LQG están buscando una teoría "final" que no esté en forma de QFT. Pero hasta ahora enfrentan muchos problemas, parece que esta gravedad efectiva de baja energía podría ser un puente para resolver algunos de ellos en un contexto más simple.
@Conifold No voy a estar en desacuerdo.
ver también esta discusión: physicsforums.com/posts/5338754

Respuestas (1)

Hay un estudio reciente de la gravedad cuántica canónica y su confrontación con emocionantes datos experimentales:

RP Woodard, La gravedad cuántica perturbadora llega a la mayoría de edad, Int. J. Física Moderna D 23 (2014), 1430020. http://arxiv.org/abs/1407.4748 .

Woodard escribe en la introducción:

Todos los problemas que tuvieron que ser resueltos por la teoría de la dispersión del espacio plano a mediados del siglo XX están siendo reexaminados, en particular, definiendo observables que son infrarrojos finitos, renormalizables (al menos en el sentido de la teoría del campo efectivo de baja energía) y en concordancia aproximada con la forma en que se miden las cosas. [...] La transformación nos fue impuesta por los abrumadores datos que respaldan la cosmología inflacionaria.

Gran encuesta! Las conclusiones describen los desafíos restantes, por ejemplo, " algunas personas descartan el impacto de la cosmología inflacionaria en la gravedad cuántica porque la detección de gravitones primordiales aún es tentativa y porque la teoría fundamental aún tiene que proporcionar un modelo convincente de inflación primordial... Los seis problemas de ajuste fino Lo que mencioné en la sección 3.1 indica que hay algo muy mal con nuestro pensamiento actual. Sospecho que solo una dolorosa colisión con los datos nos enderezará ".
¿Cuáles son los obstáculos restantes para la gravedad cuántica de baja energía?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v