¿Identificación de objetos cuánticos extendidos?

En algunas teorías de la física, como la teoría de cuerdas, tenemos la noción de objetos cuánticos extendidos espacialmente: cuerdas, membranas, etc. Suponiendo que tales objetos existan, ¿cómo aparecerían en los experimentos? Más precisamente, ¿existen experimentos mentales para determinar si una cosa cuántica que se observa tiene extensión espacial o no, y si tiene extensión espacial, cuál es su dimensión, topología, etc.

Posibles duplicados: physics.stackexchange.com/q/15/2451 y enlaces allí.
@Qmechanic con respecto al duplicado, no estoy de acuerdo, esta pregunta es más bien una pregunta sobre cómo se podría probar ST en lugar de refutar

Respuestas (2)

Más precisamente, ¿existen experimentos mentales para determinar si una cosa cuántica que se observa tiene extensión espacial o no?

En efecto, está preguntando si existe un programa teórico para verificar si las cuerdas propuestas tienen firmas experimentales que verifiquen su existencia de manera inequívoca, cuya verificación también incluiría el hecho de que la cuerda es diferente a una partícula puntual.

Este es todo el proyecto de la teoría de cuerdas y la fenomenología de cuerdas como un "experimento mental" y la mayor parte del programa experimental del LHC trata de determinar qué modelo fenomenológico de cuerdas se realiza físicamente, si es que se realiza.

Supongamos que el LHC y su sucesor, posiblemente el ILC, encuentran un modelo fenomenológico de cuerda específico que se verifica mediante las mediciones, es decir, las nuevas resonancias encontradas, las relaciones de ramificación y las simetrías observadas encajan muy bien con uno de los modelos propuestos, entonces el modelo será validado, y se validarán las premisas del modelo, es decir, la suposición de dimensiones de cuerda en ese modelo.

Uno tiene que darse cuenta de que la gran mayoría de nuestro conocimiento del comportamiento del microcosmos proviene de mediciones en el macrocosmos que verifican la hipótesis de los modelos teóricos. Que todos aceptemos que un electrón es una partícula puntual no viene porque hayamos tomado una regla y medido sus dimensiones. Viene porque la hipótesis de que es una partícula puntual se ajusta perfectamente a los modelos aceptados para el microcosmos en este momento, que es el llamado modelo estándar de la física de partículas. Si una hipótesis con cadenas se ajusta mejor a todos los datos nuevos y antiguos, entonces las cadenas son tan reales como los puntos, en lo que respecta al microcosmos.

Los espectros de resonancia y dispersión a altas energías son las herramientas para ver las dimensiones de los objetos en el microcosmos mediante el uso de estrictas teorías matemáticas.

y si tiene extensión espacial, cuál es su dimensión, topología, etc.

Será la dimensión, la topología, etc. asumida en el modelo lo que se validará en el futuro y, por supuesto, si existe tal resultado validado. De lo contrario, se buscarán nuevas teorías.

En otras palabras, nuestros "gobernantes" se han vuelto extremadamente estratificados y complejos.

Con las energías actualmente disponibles, las cuerdas se verán como partículas puntuales. Esto es esencialmente por diseño: todas las partículas elementales conocidas actualmente parecen puntos, por lo que la teoría de la próxima generación necesita predecir que se verán como puntos.

En realidad, tenían que parecerse a puntos en las escalas de energía de las décadas de 1970 y 1980, pero resultaron ser tan parecidos a puntos en esas escalas que su extensión sigue siendo inaccesible.

Pensé que la pregunta es por qué observaciones fenomenológicas podrían distinguirse si la escala de Planck (o energías de aproximadamente 3 órdenes de magnitud más pequeñas) fueran accesibles. Existen estudios que investigan tales preguntas y creo que el OP está interesado en estos ...
@Dilaton, debe estar pensando en algo como esto: news.wisc.edu/his verificaría las dimensiones adicionales sobre nuestras cuatro, no el punto versus el objeto unidimensional. Volvería a ser una herramienta para validar la teoría de cuerdas, pero en mi opinión es demasiado imprecisa para distinguir entre modelos. mira mi respuesta
@annav el enlace no funciona :-/. Me gusta tu respuesta (+1). Aparte de tal fenomenología (¿indirecta?), Estaba pensando en los efectos fibrosos directos que (con nuestras tecnologías actuales en la actualidad no accesibles) se supone que se activan en la escala de gravedad cuántica, como los efectos de excitar directamente los modos vibratorios más altos de la fundamental cuerdas, observaciones de algún tipo de trayectorias Regge para partículas elementales en lugar de mesones, excitar partículas con fracciones de carga inusuales que estarían relacionadas con modos de bobinado, etc...
No estoy seguro de si tales efectos permitirían distinguir entre diferentes modelos, pero definitivamente probarían que existen cadenas fundamentales. Por supuesto (como se dijo) estas cosas son solo experimentos mentales en la actualidad.
@Dilaton prueba esta noticia.wisc.edu/13422
Gracias @annav, ahora pude leerlo. Parece que quieren distinguir entre las diferentes formas que pueden tener las dimensiones adicionales al observar el fondo cósmico de microondas. Creo que esto sería una sugerencia indirecta similar a las cuerdas, por ejemplo, tratar de inferir la forma de las dimensiones extra a partir de la medición del espectro de partículas de Kaluza-Klein o la detección de supersimetría. Hace algún tiempo estaba pensando en escribir algo sobre los efectos más directos que tenía en mente, pero ahora ya no es necesario ya que esta pregunta se ha convertido en una buena respuesta aceptada ;-).