¿Qué experimento probaría la teoría de cuerdas?

El modelo conceptual de cuerdas vibrantes multidimensionales proporciona un "lenguaje" increíblemente rico y diverso que casi con certeza abarca toda la física conocida como un punto singular en algún lugar dentro de su espacio de parámetros casi insondable; por ejemplo, ver ¿Qué experimento refutaría la teoría de cuerdas? .

Sin embargo, dado que en nuestro mundo de tamaño humano, el concepto organizador fundamental de "cuerdas vibrantes" nos llega al observar interacciones complejas y de múltiples niveles de materia condensada y campos dentro del espacio y el tiempo (por ejemplo, consulte ¿De qué están hechas las cuerdas en la teoría de cuerdas? ), existe otra posible interpretación de esta compatibilidad.

Quizás la inclusividad de la teoría de cuerdas surge no de la simplicidad de las vibraciones, sino de que las matemáticas de las vibraciones son una especie de expresión emergente bellamente sucinta de los muchos hilos físicos diversos que deben unirse para crear un universo lo suficientemente rico tanto para los observadores como para las cuerdas. -como vibraciones que existen dentro de él. Si es así, las vibraciones de las cuerdas serían más como las facetas cristalinas externas de algún compuesto increíblemente rico y complejo, o tal vez la boca de Krishna: una expresión externa de aparente simplicidad dentro de la cual se oculta todo el universo.

Entonces, después de todo eso, mi pregunta es esta: si el poder de inclusión total de la teoría de cuerdas es emergente en lugar de primario, es decir, si cualquier modelo de vibración de cuerdas en funcionamiento ya contiene toda la física conocida, incluso si es redundante o altamente forma distorsionada -- entonces, ¿no debería existir métodos tratables experimentalmente mediante los cuales se pueda comparar y seleccionar la calidad de diversos modelos de cuerdas y categorías de modelos de cuerdas? Tales selecciones se basarían en una especie de navaja de afeitar de Occam o enfoque de extracción de señales que busca minimizar su complejidad y maximizar su ajuste a la física conocida, creo. (Puedo dar más detalles sobre eso más adelante; es tarde).

"El modelo conceptual de cuerdas vibrantes multidimensionales proporciona un 'lenguaje' increíblemente rico y diverso que casi con certeza abarca toda la física conocida". Es casi seguro que un lenguaje como ese es falso en todos los niveles imaginables. Se han hecho declaraciones similares sobre casi todas las teorías científicas y muchas tonterías completamente acientíficas, y cada vez resultó ser completamente falsa. La teoría de cuerdas es un hermoso objeto matemático, pero es probable que sea mucho menos de lo que algunas personas anuncian.
@CuriousOne, esa es una crítica contundente, bien expresada y apropiada de mi muy amplia afirmación inicial: ¡gracias! Sería muy curioso si alguien más aquí pudiera defender la afirmación, o algún subconjunto de ella, o tal vez aclarar cuál debería ser la perspectiva.
No hablo por los demás y me limitaré a "tonterías" como la palabra clave en este caso.

Respuestas (2)

En mi opinión, estás exagerando el poder de las cuerdas. En mi percepción, es el potencial oscilador armónico omnipresente de los potenciales mecánicos cuánticos llevados a un nivel dimensional superior. Debes saber que todos los potenciales simétricos tienen como primer término el oscilador armónico en la expansión. Cuando tenga dudas sobre la forma del potencial, aproxímelo con un oscilador armónico.

Puede ser que no sean realmente cadenas simples las que controlen el comportamiento, pero nuevamente que un modelo de cadena es una primera aproximación de las matemáticas subyacentes reales simplemente porque aparece en cualquier expansión perturbativa de una forma matemática.

Mi segundo punto es que uno nunca puede "probar" un modelo/teoría física. Uno solo puede validarlo o falsificarlo.

Por el momento no existen predicciones para ningún modelo de teoría de cuerdas que pueda validarlo o falsearlo. Bueno, parcialmente cierto, ya que todos los modelos requieren dimensiones adicionales. Entonces, si uno pudiera hacer que las teorías de cuerdas tan matemáticamente orientadas dieran diferentes predicciones para el efecto de las dimensiones adicionales en nuestras cuatro dimensiones, entonces sí, uno podría falsificar un modelo específico. Esto se ha hecho estableciendo límites para los modelos de grandes dimensiones extra que ya están al nivel de los datos del LHC, al no encontrar los chorros termodinámicos que predijo, y esto se ha utilizado para promover otros modelos .

cierto, la teoría de cuerdas aparte de la exageración, no proporciona predicciones experimentales por sí misma
¿Qué pasa con SUSY? ¿No lo predice la teoría de cuerdas?
@TAbraham Tengo una edad en la que vi un modelo de supersimetría aplicado a niveles de física nuclear. Eso, Susy, aparecerá en cualquier teoría que tenga una simetría entre bosones y fermiones. Entonces, aunque Susy es un ingrediente necesario para validar las teorías de cuerdas, no es suficiente. Puede haber otras teorías con Susy (simetría entre bosones y fermiones) que podrían hacer lo mismo. Entonces, si encontramos a Suzy, estará al mismo nivel que las teorías de cuerdas pueden incorporar el modelo estándar.
@TAbraham Cuando Maxwell vinculó todas las leyes observacionales de la electricidad y el magnetismo conocidas en ese momento, era solo un modelo matemático y su validación fue que podía abarcar todas las leyes individuales. Las teorías de cuerdas están al mismo nivel, pueden incorporar el teorías conocidas que son validadas por los datos, por lo que es una teoría "validada" por teorías validadas. Las ecuaciones de Maxwell hicieron un gran número de predicciones que hicieron el mundo tecnológico en el que vivimos. Tal vez cuando aparezca un modelo de teoría de cuerdas que sea definitivo y pueda hacer predicciones, pueda ocurrir otro gran salto en la tecnología.

El lugar para comenzar es, por supuesto, encontrando una predicción de la teoría de cuerdas que difiera de la hecha por teorías competidoras.

Las predicciones hechas por la ingenua teoría de cuerdas son

  1. Dimensiones adicionales. Ingenuamente, esto es un problema, pero se puede arreglar.

    Todo lo que hemos podido hacer en este frente hasta ahora es exigir que los adicionales sean compactos y poner límites a su tamaño.

  2. Todas las simetrías bien probadas de teorías preexistentes. Estos se incorporaron a la teoría de cuerdas con premeditación.

    La respuesta principal a la pregunta inversa se concentra en estas "predicciones", lo que en cierto sentido es una trampa porque, de hecho, son "postdicciones".

    No es que la teoría de cuerdas tenga estas propiedades sea trivial: se requirió una gran cantidad de trabajo por parte de personas muy inteligentes para que esto sucediera. Es solo que tener esta propiedad es un requisito mínimo para que una teoría sea considerada como una posible teoría del todo. Cualquier competidor también debe hacer estas predicciones porque esas simetrías ya están probadas hasta la muerte.

Entonces, desde mi punto de vista muy ingenuo, el único objetivo sobre la mesa en este momento es encontrar y contar las dimensiones adicionales, y para que eso sea factible en el futuro cercano, sería necesario que fueran "grandes" (es decir, 10 19 metro más o menos).

He estado pensando que si pudiéramos volver a mirar los datos HEP en el marco de los intercambios de trayectoria Regge, podríamos obtener otro control sobre las cadenas de verificación. Tuvo bastante éxito en la descripción de las resonancias y los datos que surgen de ellas. Esta sería otra prueba entonces.
Guau, @annav, esa es probablemente la sugerencia experimentalmente más específica para probar cadenas de manera significativa que he visto... bueno, ¿quizás alguna vez? ¿Conoces algún artículo o literatura sobre tu idea?
@dmckee, "postdicciones" captura muy bien mi reacción inicial a la pregunta inversa. Si bien su respuesta fue excelente y detallada, mi reacción al leerla fue que estaba leyendo una recitación de toda la física anterior a las cuerdas conocida que necesariamente entraba en los datos que las cuerdas deben cumplir. Simplemente no veo cómo ese enfoque nos acerca lógicamente a establecer por qué la formulación de cadenas debe ser la que une esos hilos. Por ejemplo: ¿Dónde está la prueba de que una teoría basada en cuerdas es la única formulación compleja capaz de abarcar la física conocida?
@TerryBollinger "¿Dónde está la prueba de que una teoría basada en cuerdas es la única formulación compleja capaz de abarcar la física conocida?" No creo que haya una en este momento, pero según tengo entendido, los muchachos de cuerdas han demostrado que cualquier teoría basada en las estructuras de grupo de las simetrías existentes debe ser homomórfica con la teoría de cuerdas, que supongo que dice que siempre y cuando Si nos quedamos con los grupos, también podemos usar su trabajo.
@TerryBollinger Se ha hecho, echa un vistazo a mi pregunta y la respuesta de Ron Maimon aquí physics.stackexchange.com/questions/27671/…
@dmckee Creo que he escuchado eso antes sobre la teoría de cuerdas y de grupos, pero tendría mucha curiosidad por saber si los matemáticos puros en la teoría de grupos alguna vez han mirado y coincidido con esa afirmación. Después de todo, como con las "posdicciones" de la física que mencionaste, si creas un marco formal muy amplio que incluya toda la teoría de grupos como algo dado...
@annav, ¿entonces AdS/QCD es el cuerpo no controvertido de evidencia experimental real para comportamientos similares a cadenas? Supongo que es el mismo trabajo de partículas que condujo a las primeras analogías de cuerdas en qué, ¿en la década de 1970? Gracias, lo buscaré. ¿No sería ingenioso si pudiera ser, er, "resonado" a un nivel más profundo? ¿O se muestra que no? (Aparte: espero que a Ron Maimon le esté yendo bien, sea lo que sea que esté haciendo en estos días).