¿La Teoría de las Supercuerdas es fundamentalmente defectuosa?

Sospecho que me estoy perdiendo algún concepto fundamental aquí, así que por favor ayúdenme a resolverlo (si corresponde).

Supongamos que la teoría de las supercuerdas es una teoría válida de la naturaleza. Es decir, toda partícula fundamental de la naturaleza, digamos pag , es una cuerda vibrante, con cada modo de vibración correspondiente a una partícula diferente. Definir Λ ser la energía más alta actualmente accesible en colisionadores de partículas y pag ser una partícula fundamental que solo puede detectarse experimentalmente a energías > Λ . Tenga en cuenta que pag ocurre con su compañero supersimétrico (susy), digamos pag ∗ . Considere el modo de vibración de la cuerda que corresponde a la partícula q que tiene exactamente las mismas propiedades que pag , a excepción de la masa. Más precisamente, la masa de q es lo suficientemente pequeño como para que q puede detectarse experimentalmente a energías ≤ Λ . Tenga en cuenta que por supersimetría, q también debe ocurrir con su pareja susy, digamos q ∗ . Observe que ahora tenemos un par de partículas susy ( q , q ∗ ) que puede detectarse experimentalmente a energías ≤ Λ . Pero sabemos que la supersimetría no se puede detectar en las energías actualmente accesibles en los aceleradores de partículas, ¿lo cual es una contradicción?

De hecho, cualquier ST realista debe ser tal que SUSY esté roto. Esto no es específico de ST sino de cualquier teoría cuántica supersimétrica que aspire a ser fenomenológicamente realista. Pero tal vez no entendí muy bien tu pregunta, porque no estoy seguro de qué papel juegan las partículas. pag , pag ∗ juega aquí. Todo lo que necesitas es q , q ∗ , ¿bien?
@AccidentalFourierTransform, el ( pag , pag ∗ ) corresponde a un modo de vibración de la cuerda, mientras que ( q , q ∗ ) corresponde a otro. Así que me preguntaba qué pasaría en el caso del modo vibracional que produce un par susy con las mismas propiedades que ( pag , pag ∗ ) pero difieren solo en masa (lo que significa que difieren solo en energía, según la relación masa-energía de Einstein). No estoy seguro de si este comentario aclara las cosas, pero pensé que podría ser útil para explicar mi proceso de pensamiento.
@AccidentalFourierTransform, Sobre por qué consideré ambos ( pag , pag ∗ ) y ( q , q ∗ ) : Estaba tratando de llegar a algunas predicciones de teoría de cuerdas de baja energía, basadas en su comportamiento de alta energía. Fíjate que desde pag tiene una masa mayor que q , se sigue de la relación masa-energía de Einstein que pag también tiene una energía más alta que q . Desde pag y q tienen exactamente las mismas propiedades excepto la masa, se sigue que q puede verse como un análogo de baja energía de pag .
Su afirmación de que también tiene un "modo vibratorio de la cuerda que corresponde a la partícula q que tiene exactamente las mismas propiedades que p, excepto por la masa" es incorrecta en la teoría de cuerdas bosónica/RNS. Las masas de las partículas se fijan imponiendo restricciones en el espacio de Hilbert. Otra cosa es que en el modelo estándar mínimo supersimétrico, las partículas sin masa obtienen su masa por el mecanismo de Higgs, no por ser estados masivos de la teoría de cuerdas.
@BruceLee, pensé que el caso bosónico estaba descartado por la supersimetría de la teoría de cuerdas.
a). Usted entendió mal, el punto que hice al invocar el caso de la teoría de cuerdas bosónica/RNS fue demostrar por qué su declaración entre comillas era incorrecta. b). Sí, el espectro de una cuerda bosónica no tiene fermiones en primer lugar, por lo que no se trata de supersimetría.

Respuestas (1)

La pregunta contiene un argumento peculiar en la línea "si existe un par de supercompañeros con la misma masa en energías experimentales superiores, entonces debe existir tal par dentro de las energías experimentales". No veo cuál es el razonamiento exacto, pero probablemente se base en algún concepto erróneo sobre cómo funciona la masa en la teoría de cuerdas.

En el modelo estándar de partículas elementales, que es lo que la teoría de cuerdas tiene que reproducir para que coincida con la realidad, la mayoría de las partículas no tienen masa hasta que se involucra el Higgs. Es lo mismo en la teoría de cuerdas. Por ejemplo, los quarks, los electrones y los neutrinos corresponden a estados sin masa de la cuerda, que luego adquieren masa a través de la interacción con una contraparte fibrosa del mecanismo de Higgs. Los modos vibratorios superiores de estos estados de cuerda son superpesados ​​y no son relevantes para la física observable.

Con respecto a la supersimetría... Si la supersimetría no se rompe, entonces sí, cada estado debería tener un supersocio de la misma masa. Pero la supersimetría se puede romper de muchas maneras, y también hay teoría de cuerdas "vacua" que no son directamente supersimétricas en primer lugar.

@Mitchelle, muchas gracias por su detallada y esclarecedora respuesta.
Le recomiendo que lea el libro de Lee Smolin The Trouble With Physics
@nielsnielsen Ese libro es una tergiversación masiva de qué es la teoría de cuerdas y qué es la sociología de los teóricos de cuerdas. Es propaganda completa y esa no es la forma en que escribe un científico.
entonces deberías discutirlo con Smolin, no conmigo.
@nielsnielsen Mencionaste la referencia. Tengo derecho a decir por qué la referencia es basura, ¿no?
Tienes perfecto derecho a expresar lo que quieras. mi punto es este: he leído el libro de Smolin y el libro de Woits sobre el mismo tema y luego los comparé y contrasté con los libros de Greene, que en realidad había leído primero. Estaba convencido de que las cuerdas eran lo importante hasta que obtuve las perspectivas de S & W al respecto. Afirmar que Smolin tergiversa las cadenas y escribe propaganda son afirmaciones muy sólidas, redactadas sin concesiones, que creo que requieren pruebas igualmente sólidas para respaldarlas. ¿Qué referencias recomiendas?
@nielsnielsen Veo tu punto. Diré esto, uno no puede juzgar tales preguntas simplemente mirando los libros de Greene/Smolin. Pero diré esto, la gravedad cuántica tiene una serie de características que LQG no es adecuada para abordar en absoluto. Ver motls.blogspot.com/2004/10/… , contiene una serie de objeciones válidas a LQG. Por otro lado, la mayoría de las objeciones que la gente de LQG plantea a la teoría de cuerdas se basan en a). independencia de fondo b). sociología; ambos de los cuales son engañosos por decir lo menos.
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