Inconvenientes del modelo estándar

Soy un estudiante de posgrado, interesado en la teoría de cuerdas.

Estaba leyendo un artículo sobre "Teoría de cuerdas y el sueño de Einstein" publicado en Current Science, vol. 89, No. 12, p 2045, 25 de diciembre de 2005. y me enteré de que el modelo estándar de la física cuántica no ha podido explicar la interacción de los gravitones en el espacio. Uno obtiene un resultado infinito en su cálculo, que es mal según nuestros valores experimentales.

Lo que realmente no entiendo es que la naturaleza peculiar del gravitón está creando el problema o todo el modelo carece de un inconveniente fundamental para unificar las cuatro fuerzas de la física.

Respuestas (1)

Lo que realmente no entiendo es que la naturaleza peculiar del gravitón está creando el problema o todo el modelo carece de un inconveniente fundamental para unificar las cuatro fuerzas de la física.

ambos porque es lo mismo. El modelo estándar, y cualquier teoría cuántica de campos, solo puede contener campos fundamentales con espines como máximo 1. El espín igual a 1 es el espín correcto de los fotones, los bosones W, los bosones Z y los gluones, más generalmente, los bosones de calibre. Pero los gravitones tienen y deben tener el espín igual a 2.

Incorporar la fuerza gravitacional es lo mismo que incorporar interacciones que involucran el campo gravitatorio -el tensor métrico- o, de manera equivalente, incorporar las partículas que son cuantos de este campo, los gravitones. Esto no es posible en la teoría cuántica de campos. Por supuesto, tampoco es posible en el Modelo Estándar porque el Modelo Estándar es una teoría cuántica de campos y, además, está definida por un espectro particular de partículas de materia y fuerza que no incluye (y no puede incluir) la gravedad.

Todavía se puede agregar la gravedad, pero solo como un campo efectivo. Si bien el modelo estándar puede hacerse finito a energías arbitrariamente altas, la adición de la gravedad reduce cualitativamente la "calidad" del modelo porque solo puede usarse de manera confiable para cálculos clásicos de facto.

En la práctica, esto no es un problema porque en los experimentos de física de partículas, la gravedad entre las partículas es insignificante. En principio, es un gran problema y la teoría de cuerdas es la única forma conocida, y posiblemente la única matemáticamente posible, de reconciliar la gravedad con la teoría cuántica de campos.