correspondencia de la teoría de campo conformista / anti-de Sitter , a veces llamada dualidad Maldacena o dualidad gauge / gravedad , es una relación conjeturada entre dos tipos de teorías físicas. Por un lado están espacios anti-de Sitter (ADS) que se utilizan en las teorías de la gravedad cuántica , formuladas en términos de la teoría de cuerdaso M-teoría . En el otro lado de la correspondencia están las teorías de campos conformes (CFT) que son teorías de campos cuánticos , que incluyen teorías similares a las teorías de Yang-Mills que describen partículas elementales.
La dualidad representa un gran avance en nuestra comprensión de la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica. [1] Esto se debe a que proporciona una formulación no perturbativa de la teoría de cuerdas con ciertas condiciones de contorno y porque es la realización más exitosa del principio holográfico , una idea en gravedad cuántica propuesta originalmente por Gerard 't Hooft y promovida por Leonard Susskind .
También proporciona un potente conjunto de herramientas para estudiar teorías cuánticas de campos fuertemente acopladas . [2]Gran parte de la utilidad de la dualidad resulta del hecho de que es una dualidad fuerte-débil: cuando los campos de la teoría cuántica de campos interactúan fuertemente, los de la teoría gravitacional interactúan débilmente y, por lo tanto, son más matemáticamente manejables. Este hecho se ha utilizado para estudiar muchos aspectos de la física nuclear y de la materia condensada mediante la traducción de problemas en esos temas en problemas más matemáticamente manejables en la teoría de cuerdas.
La correspondencia AdS / CFT fue propuesta por primera vez por Juan Maldacena a fines de 1997. Los aspectos importantes de la correspondencia fueron elaborados en artículos de Steven Gubser , Igor Klebanov y Alexander Polyakov , y de Edward Witten . Para el 2015, el artículo de Maldacena tenía más de 10,000 citas, convirtiéndose en el artículo más altamente citado en el campo de la física de alta energía .
Fondo [ editar ]
La gravedad cuántica y cuerdas [ editar ]
Comprensión actual de la gravedad se basa en Albert Einstein 's teoría general de la relatividad . [4] Formulada en 1915, la relatividad general explica la gravedad en términos de la geometría del espacio y el tiempo, o el espacio-tiempo . Está formulado en el lenguaje de la física clásica [5] desarrollado por físicos como Isaac Newtony James Clerk Maxwell . Las otras fuerzas no gravitacionales se explican en el marco de la mecánica cuántica.. Desarrollado en la primera mitad del siglo XX por un número de diferentes físicos, la mecánica cuántica proporciona una forma radicalmente diferente de describir los fenómenos físicos basados en la probabilidad. [6]
La gravedad cuántica es la rama de la física que busca describir la gravedad utilizando los principios de la mecánica cuántica. Actualmente, el enfoque más popular de la gravedad cuántica es la teoría de cuerdas , [7] que modela partículas elementales no como puntos de dimensión cero, sino como objetos unidimensionales llamados cadenas . En la correspondencia AdS / CFT, uno típicamente considera teorías de la gravedad cuántica derivado de la teoría de cuerdas o su moderno extensión, M-teoría . [8]
En la vida cotidiana, hay tres dimensiones familiares de espacio (arriba / abajo, izquierda / derecha y adelante / atrás), y hay una dimensión de tiempo. Así, en el lenguaje de la física moderna, se dice que el espacio-tiempo es cuatridimensional. [9] Una característica peculiar de la teoría de cuerdas y la teoría M es que estas teorías requieren dimensiones extra del espacio-tiempo para su coherencia matemática: en la teoría de cuerdas el espacio-tiempo es de diez dimensiones, mientras que en la teoría M es de once dimensiones. [10] Las teorías de la gravedad cuántica que aparecen en la correspondencia de AdS / CFT se obtienen típicamente de la cadena y la teoría M mediante un proceso conocido como compactación. Esto produce una teoría en la que el espacio-tiempo tiene efectivamente un número menor de dimensiones y las dimensiones adicionales se "acurrucan" en círculos. [11]
Una analogía estándar para la compactación es considerar un objeto multidimensional como una manguera de jardín. Si se ve la manguera desde una distancia suficiente, parece tener solo una dimensión, su longitud, pero a medida que uno se acerca a la manguera, uno descubre que contiene una segunda dimensión, su circunferencia. Por lo tanto, una hormiga que se arrastra en su interior se movería en dos dimensiones. [12]
Teoría cuántica de campos [ editar ]
La aplicación de la mecánica cuántica a objetos físicos como el campo electromagnético , que se extienden en el espacio y el tiempo, se conoce como teoría de campos cuánticos . [13] En la física de partículas , las teorías cuánticas de campos forman la base de nuestra comprensión de las partículas elementales, que se modelan como excitaciones en los campos fundamentales. Las teorías de campos cuánticos también se utilizan a lo largo de la física de la materia condensada para modelar objetos similares a partículas denominados cuasipartículas . [14]
En la correspondencia AdS / CFT, uno considera, además de una teoría de la gravedad cuántica, un cierto tipo de teoría de campos cuánticos llamada teoría de campos conformes . Este es un tipo de teoría de campo cuántico particularmente simétrico y matemáticamente bien comportado. [15] Tales teorías a menudo se estudian en el contexto de la teoría de cuerdas, donde están asociadas con la superficie barrida por una cadena que se propaga a través del espacio-tiempo, y en la mecánica estadística , donde modelan sistemas en un punto crítico termodinámico . [dieciséis]
Resumen de la correspondencia [ editar ]
La geometría del espacio anti-de Sitter [ editar ]
En la correspondencia AdS / CFT, se considera la teoría de cuerdas o la teoría M sobre un fondo anti-de Sitter. Esto significa que la geometría del espacio-tiempo se describe en términos de una cierta solución de vacíode la ecuación de Einstein denominada espacio anti-de Sitter . [17]
En términos muy elementales, el espacio anti-de Sitter es un modelo matemático del espacio-tiempo en el que la noción de distancia entre puntos (la métrica ) es diferente de la noción de distancia en la geometría euclidiana ordinaria . Está estrechamente relacionado con el espacio hiperbólico , que puede verse como un disco como se ilustra a la derecha. [18] Esta imagen muestra una teselación de un disco por triángulos y cuadrados. Uno puede definir la distancia entre los puntos de este disco de tal manera que todos los triángulos y cuadrados tengan el mismo tamaño y el límite exterior circular esté infinitamente lejos de cualquier punto en el interior. [19]
Ahora imagine una pila de discos hiperbólicos donde cada disco representa el estado del universo en un momento dado. El objeto geométrico resultante es un espacio tridimensional anti-de Sitter. [18] Parece un cilindrosólido en el que cualquier sección transversal es una copia del disco hiperbólico. El tiempo corre a lo largo de la dirección vertical en esta imagen. La superficie de este cilindro juega un papel importante en la correspondencia AdS / CFT. Al igual que con el plano hiperbólico, el espacio anti-de Sitter se curva de tal manera que cualquier punto en el interior está en realidad infinitamente lejos de esta superficie límite. [20]
.png)
Esta construcción describe un universo hipotético con solo dos dimensiones de espacio y una dimensión de tiempo, pero puede generalizarse a cualquier número de dimensiones. De hecho, el espacio hiperbólico puede tener más de dos dimensiones y uno puede "apilar" copias de espacio hiperbólico para obtener modelos de dimensiones superiores de espacio anti-de Sitter. [18]
La idea de AdS / CFT [ editar ]
Una característica importante del espacio anti-de Sitter es su límite (que parece un cilindro en el caso del espacio tridimensional anti-de Sitter). Una propiedad de este límite es que, localmente alrededor de cualquier punto, se parece al espacio de Minkowski , el modelo del espacio-tiempo utilizado en la física no gravitacional. [21]
Por lo tanto, se puede considerar una teoría auxiliar en la que el "espacio-tiempo" viene dado por el límite del espacio anti-de Sitter. Esta observación es el punto de partida para la correspondencia AdS / CFT, que establece que el límite del espacio anti-de Sitter se puede considerar como el "espacio-tiempo" para una teoría de campo conforme. La afirmación es que esta teoría de campos conformes es equivalente a la teoría gravitacional en el espacio anti-de Sitter en el sentido de que existe un "diccionario" para traducir los cálculos de una teoría a los cálculos de la otra. Cada entidad en una teoría tiene una contraparte en la otra teoría. Por ejemplo, una sola partícula en la teoría gravitacional podría corresponder a alguna colección de partículas en la teoría de los límites. Adicionalmente,[22]
Observe que el límite del espacio anti-de Sitter tiene menos dimensiones que el espacio anti-de Sitter. Por ejemplo, en el ejemplo tridimensional ilustrado anteriormente, el límite es una superficie bidimensional. La correspondencia AdS / CFT a menudo se describe como una "dualidad holográfica" porque esta relación entre las dos teorías es similar a la relación entre un objeto tridimensional y su imagen como un holograma . [23] Aunque un holograma es bidimensional, codifica información sobre las tres dimensiones del objeto que representa. De la misma manera, las teorías que están relacionadas por la correspondencia AdS / CFT se conjeturan para ser exactamenteEquivalente, a pesar de vivir en diferentes números de dimensiones. La teoría del campo conforme es como un holograma que captura información sobre la teoría de la gravedad cuántica de dimensión superior. [19]
Ejemplos de la correspondencia [ editar ]
Siguiendo la perspectiva de Maldacena en 1997, los teóricos han descubierto muchas realizaciones diferentes de la correspondencia AdS / CFT. Estos relacionan varias teorías de campos conformes con compactaciones de la teoría de cuerdas y la teoría M en varios números de dimensiones. Las teorías involucradas generalmente no son modelos viables del mundo real, pero tienen ciertas características, como su contenido de partículas o alto grado de simetría, que las hacen útiles para resolver problemas en la teoría cuántica de campos y la gravedad cuántica. [24]
El ejemplo más famoso de la correspondencia AdS / CFT indica que la teoría de cadenas de tipo IIB en el espacio del producto es equivalente a N = 4 teoría supersimétrica de Yang-Mills en el límite de cuatro dimensiones. [25] En este ejemplo, el espacio-tiempo en el que vive la teoría gravitatoria es efectivamente de cinco dimensiones (de ahí la notación), y hay cinco dimensiones compactas adicionales (codificadas por elfactor). En el mundo real, el espacio-tiempo es cuatridimensional, al menos macroscópicamente, por lo que esta versión de la correspondencia no proporciona un modelo realista de gravedad. Del mismo modo, la teoría dual no es un modelo viable de ningún sistema del mundo real, ya que supone una gran cantidad de supersimetría . Sin embargo, como se explica a continuación, esta teoría de límites comparte algunas características en común con la cromodinámica cuántica , la teoría fundamental de la fuerza fuerte . Describe partículas similares a los gluones de la cromodinámica cuántica junto con ciertos fermiones . [7] Como resultado, ha encontrado aplicaciones en física nuclear , particularmente en el estudio dePlasma de quark-gluon . [26]
Otra realización de la correspondencia afirma que la teoría M sobre Es equivalente a la llamada teoría (2,0) en seis dimensiones. [27] En este ejemplo, el espacio-tiempo de la teoría gravitacional es efectivamente siete dimensiones. La existencia de la teoría (2.0) que aparece en un lado de la dualidad se predice por la clasificación de las teorías de campos superconformales . Todavía se entiende poco porque es una teoría de la mecánica cuántica sin un límite clásico . [28] A pesar de la dificultad inherente en el estudio de esta teoría, se considera un objeto interesante por una variedad de razones, tanto físicas como matemáticas. [29]
Sin embargo, otra realización de la correspondencia afirma que la teoría M sobre Es equivalente a la teoría del campo superconformal de ABJM en tres dimensiones. [30] Aquí, la teoría gravitacional tiene cuatro dimensiones no compactas, por lo que esta versión de la correspondencia proporciona una descripción algo más realista de la gravedad. [31]
Aplicaciones a la gravedad cuántica [ editar ]
Una formulación no perturbativa de la teoría de cuerdas [ editar ]
En la teoría cuántica de campos, uno típicamente calcula las probabilidades de varios eventos físicos utilizando las técnicas de la teoría de la perturbación . Desarrollada por Richard Feynman y otros en la primera mitad del siglo XX, la teoría del campo cuántico perturbativo utiliza diagramas especiales llamados diagramas de Feynman para organizar los cálculos. Uno imagina que estos diagramas representan los caminos de las partículas puntuales y sus interacciones. [32] Aunque este formalismo es extremadamente útil para hacer predicciones, estas predicciones solo son posibles cuando la fuerza de las interacciones, la constante de acoplamiento , es lo suficientemente pequeña como para describir de manera confiable que la teoría está cerca de una teoría sin interacciones. [33]
El punto de partida para la teoría de cuerdas es la idea de que las partículas similares a puntos de la teoría cuántica de campos también se pueden modelar como objetos unidimensionales llamados cadenas. La interacción de las cadenas se define de manera más directa al generalizar la teoría de la perturbación utilizada en la teoría de campos cuánticos ordinarios. A nivel de los diagramas de Feynman, esto significa reemplazar el diagrama unidimensional que representa la trayectoria de una partícula puntual por una superficie bidimensional que representa el movimiento de una cuerda. A diferencia de la teoría de campos cuánticos, la teoría de cuerdas aún no tiene una definición completa no perturbativa, por lo que muchas de las preguntas teóricas que los físicos quisieran responder permanecen fuera de alcance. [34]
El problema de desarrollar una formulación no perturbativa de la teoría de cuerdas fue una de las motivaciones originales para estudiar la correspondencia de AdS / CFT. [35] Como se explicó anteriormente, la correspondencia proporciona varios ejemplos de teorías cuánticas de campos que son equivalentes a la teoría de cuerdas en el espacio anti-de Sitter. Alternativamente, se puede ver esta correspondencia como una definición de la teoría de cuerdas en el caso especial donde el campo gravitatorio es asintóticamente anti-de Sitter (es decir, cuando el campo gravitacional se asemeja al del espacio anti-de Sitter en el infinito espacial). Las cantidades físicamente interesantes en la teoría de cuerdas se definen en términos de cantidades en la teoría del campo cuántico dual. [19]
Paradoja de la información del agujero negro [ editar ]
En 1975, Stephen Hawking publicó un cálculo que sugería que los agujeros negros no son completamente negros sino que emiten una radiación tenue debido a los efectos cuánticos cerca del horizonte de eventos . [36] Al principio, el resultado de Hawking representó un problema para los teóricos porque sugería que los agujeros negros destruyen la información. Más precisamente, el cálculo de Hawking parecía estar en conflicto con uno de los postulados básicos de la mecánica cuántica , que establece que los sistemas físicos evolucionan en el tiempo según la ecuación de Schrödinger . Esta propiedad se conoce generalmente como unitarityde la evolución del tiempo. La aparente contradicción entre el cálculo de Hawking y el postulado de unidad de la mecánica cuántica llegó a conocerse como la paradoja de la información del agujero negro . [37]
La correspondencia AdS / CFT resuelve la paradoja de la información del agujero negro, al menos en cierta medida, porque muestra cómo un agujero negro puede evolucionar de una manera consistente con la mecánica cuántica en algunos contextos. De hecho, se pueden considerar los agujeros negros en el contexto de la correspondencia AdS / CFT, y cualquiera de esos agujeros negros corresponde a una configuración de partículas en el límite del espacio anti-de Sitter. [38] Estas partículas obedecen las reglas usuales de la mecánica cuántica y, en particular, evolucionan de manera unitaria, por lo que el agujero negro también debe evolucionar de manera unitaria, respetando los principios de la mecánica cuántica. [39]En 2005, Hawking anunció que la correspondencia AdS / CFT había resuelto la paradoja a favor de la conservación de la información, y sugirió un mecanismo concreto mediante el cual los agujeros negros podrían preservar la información. [40]
Aplicaciones a la teoría cuántica de campos [ editar ]
Física nuclear [ editar ]
Un sistema físico que se ha estudiado utilizando la correspondencia AdS / CFT es el plasma de quark-gluon, un estado exótico de la materia producido en los aceleradores de partículas . Este estado de la materia surge durante breves instantes cuando iones pesados , como el oro o los núcleos de plomo , colisionan a altas energías. Tales colisiones causan que los quarks que forman los núcleos atómicos se deconfine a temperaturas de aproximadamente dos billones de kelvins , condiciones similares a las presentes alrededor deSegundos después del Big Bang . [41]
La física del plasma de quarks y gluones se rige por la cromodinámica cuántica, pero esta teoría es matemáticamente intratable en los problemas relacionados con el plasma de quarks y gluones. [42] En un artículo que apareció en 2005, Đàm Thanh Sơn y sus colaboradores demostraron que la correspondencia AdS / CFT podría usarse para comprender algunos aspectos del plasma de quarks y gluones describiéndolos en el lenguaje de la teoría de cuerdas. [26] Al aplicar la correspondencia AdS / CFT, Sơn y sus colaboradores pudieron describir el plasma de quark gluon en términos de agujeros negros en el espacio-tiempo de cinco dimensiones. El cálculo mostró que la proporción de dos cantidades asociadas con el plasma de quark-gluón, la viscosidad de cizallamiento y densidad de volumen de entropía. , debe ser aproximadamente igual a una cierta constanteuniversal :
dónde Denota la constante reducida de Planck yEs la constante de Boltzmann . [43] Además, los autores conjeturaron que esta constante universal proporciona un límite inferior paraen una gran clase de sistemas. En 2008, el valor previsto de esta relación para el plasma de quark-gluón se confirmó en el Relativistic Heavy Ion Collider en el Brookhaven National Laboratory . [44]
Otra propiedad importante del plasma quark-gluon es que los quarks de muy alta energía que se mueven a través del plasma se detienen o "apagan" después de viajar solo unos pocos femtómetros . Este fenómeno se caracteriza por un númerollamado el parámetro de enfriamiento del chorro , que relaciona la pérdida de energía de tal quark con la distancia cuadrada recorrida a través del plasma. Los cálculos basados en la correspondencia AdS / CFT han permitido a los teóricos estimar, y los resultados coinciden aproximadamente con el valor medido de este parámetro, lo que sugiere que la correspondencia AdS / CFT será útil para desarrollar una comprensión más profunda de este fenómeno. [45]
Física de materia condensada [ editar ]
A lo largo de las décadas, los físicos experimentales de la materia condensada han descubierto varios estados exóticos de la materia, incluidos los superconductores y los superfluidos . Estos estados se describen utilizando el formalismo de la teoría cuántica de campos, pero algunos fenómenos son difíciles de explicar utilizando técnicas estándar de teoría de campos. Algunos teóricos de la materia condensada, incluido Subir Sachdev, esperan que la correspondencia AdS / CFT permita describir estos sistemas en el lenguaje de la teoría de cuerdas y aprender más sobre su comportamiento. [47]
Hasta ahora, se ha logrado cierto éxito en el uso de métodos de teoría de cuerdas para describir la transición de un superfluido a un aislante . Un superfluido es un sistema de átomos eléctricamente neutros que fluye sin fricción . Tales sistemas a menudo se producen en el laboratorio utilizando helio líquido , pero recientemente los experimentadores han desarrollado nuevas formas de producir superfluidos artificiales al verter trillones de átomos fríos en una red de láseres entrecruzados.. Estos átomos inicialmente se comportan como un superfluido, pero a medida que los experimentadores aumentan la intensidad de los láseres, se vuelven menos móviles y luego pasan repentinamente a un estado de aislamiento. Durante la transición, los átomos se comportan de una manera inusual. Por ejemplo, los átomos disminuyen la velocidad hasta detenerse a una velocidad que depende de la temperatura y de la constante de Planck, el parámetro fundamental de la mecánica cuántica, que no entra en la descripción de las otras fases . Este comportamiento se ha entendido recientemente al considerar una descripción dual en la que las propiedades del fluido se describen en términos de un agujero negro de mayor dimensión. [48]
La crítica [ editar ]
Muchos físicos que trabajan en estas áreas han expresado sus dudas sobre si la correspondencia de AdS / CFT puede proporcionar las herramientas necesarias para modelar de manera realista los sistemas del mundo real. En una charla en la conferencia Quark Matter en 2006 [49], un físico estadounidense, Larry McLerran, señaló que la teoría del N = 4 super Yang-Mills que aparece en la correspondencia AdS / CFT difiere significativamente de la cromodinámica cuántica, lo que dificulta Aplicar estos métodos a la física nuclear. Según McLerran,
En una carta a Physics Today , el premio Nobel Philip W. Anderson expresó preocupaciones similares sobre las aplicaciones de AdS / CFT a la física de la materia condensada, declarando
Historia y desarrollo [ editar ]
La teoría de cuerdas y la física nuclear [ editar ]
El descubrimiento de la correspondencia AdS / CFT a fines de 1997 fue la culminación de una larga historia de esfuerzos para relacionar la teoría de cuerdas con la física nuclear. [51] De hecho, la teoría de cuerdas se desarrolló originalmente a fines de la década de 1960 y principios de la década de 1970 como una teoría de los hadrones , las partículas subatómicas como el protón y el neutrón que se mantienen unidas por la fuerza nuclear fuerte . La idea era que cada una de estas partículas podría verse como un modo de oscilación diferente de una cuerda. A finales de la década de 1960, los experimentadores habían descubierto que los hadrones caían en familias llamadas trayectorias Regge con energía al cuadrado proporcional amomento angular , y los teóricos demostraron que esta relación surge naturalmente de la física de una cadena relativista rotativa . [52]
Por otro lado, los intentos de modelar hadrones como cuerdas enfrentaron serios problemas. Un problema fue que la teoría de cuerdas incluye una partícula spinless-2 sin masa , mientras que ninguna de esas partículas aparece en la física de los hadrones. [51] Tal partícula mediaría una fuerza con las propiedades de la gravedad. En 1974, Joel Scherk y John Schwarz sugirieron que la teoría de cuerdas no era, por lo tanto, una teoría de la física nuclear como pensaban muchos teóricos, sino una teoría de la gravedad cuántica. [53] Al mismo tiempo, se dio cuenta de que los hadrones en realidad están hechos de quarks, y el enfoque de la teoría de cuerdas se abandonó en favor de la cromodinámica cuántica. [51]
En la cromodinámica cuántica, los quarks tienen un tipo de carga que viene en tres variedades llamadas colores . En un artículo de 1974, Gerard 't Hooft estudió la relación entre la teoría de cuerdas y la física nuclear desde otro punto de vista considerando teorías similares a la cromodinámica cuántica, donde el número de colores es un número arbitrario., en lugar de tres. En este artículo, 't Hooft consideró un cierto límite dondetiende a infinito y argumentó que en este límite ciertos cálculos en la teoría cuántica de campos se asemejan a los cálculos en la teoría de cuerdas. [54]
Los agujeros negros y la holografía [ editar ]
En 1975, Stephen Hawking publicó un cálculo que sugería que los agujeros negros no son completamente negros sino que emiten una radiación tenue debido a los efectos cuánticos cerca del horizonte de eventos. [36] Este trabajo extendió los resultados anteriores de Jacob Bekenstein, quien había sugerido que los agujeros negros tienen una entropía bien definida. [55] Al principio, el resultado de Hawking parecía contradecir uno de los principales postulados de la mecánica cuántica, a saber, la unidad de la evolución del tiempo. Intuitivamente, el postulado de la unidad dice que los sistemas mecánicos cuánticos no destruyen la información a medida que evolucionan de un estado a otro. Por esta razón, la aparente contradicción llegó a conocerse como la paradoja de la información del agujero negro. [56]
Más tarde, en 1993, Gerard 't Hooft escribió un artículo especulativo sobre la gravedad cuántica en el que revisaba el trabajo de Hawking sobre la termodinámica del agujero negro , concluyendo que el número total de grados de libertad en una región del espacio-tiempo que rodea un agujero negro es proporcional a la superficie. zona del horizonte. [57] Esta idea fue promovida por Leonard Susskind y ahora se conoce como el principio holográfico . [58] El principio holográfico y su realización en la teoría de cuerdas a través de la correspondencia AdS / CFT han ayudado a dilucidar los misterios de los agujeros negros sugeridos por el trabajo de Hawking y se cree que proporcionan una resolución de la paradoja de la información del agujero negro.[39] En 2004, Hawking admitió que los agujeros negros no violan la mecánica cuántica, [59] y sugirió un mecanismo concreto mediante el cual podrían preservar la información. [40]
El papel de Maldacena [ editar ]
A fines de 1997, Juan Maldacena publicó un artículo histórico que inició el estudio de AdS / CFT. [27] Según Alexander Markovich Polyakov , "el trabajo [de Maldacena] abrió las compuertas". [60] La conjetura de inmediato despertó gran interés en la comunidad de la teoría de cuerdas [39] y fue considerada en artículos por Steven Gubser , Igor Klebanov y Polyakov, [61] y por Edward Witten . [62] Estos documentos hicieron la conjetura de Maldacena más precisa y mostraron que la teoría del campo conformal que aparece en la correspondencia vive en el límite del espacio anti-de Sitter. [60]
Un caso especial de la propuesta de Maldacena dice que la teoría N = 4 super Yang-Mills, una teoría gauge similar en algunos aspectos a la cromodinámica cuántica, es equivalente a la teoría de cuerdas en el espacio anti-de Sitter de cinco dimensiones. [30] Este resultado ayudó a aclarar el trabajo anterior de 't Hooft sobre la relación entre la teoría de cuerdas y la cromodinámica cuántica, llevando a la teoría de cuerdas a sus raíces como una teoría de la física nuclear. [52] Los resultados de Maldacena también proporcionaron una realización concreta del principio holográfico con importantes implicaciones para la gravedad cuántica y la física de los agujeros negros. [1] Para el año 2015, el artículo de Maldacena se había convertido en el artículo más altamente citado en física de alta energía con más de 10,000 citas.[3] Estos artículos posteriores han proporcionado evidencia considerable de que la correspondencia es correcta, aunque hasta el momento no se ha probado rigurosamente . [63]
AdS / CFT encuentra aplicaciones [ editar ]
En 1999, después de tomar un trabajo en la Universidad de Columbia , el físico nuclear Thanh Sơn visitó a Andrei Starinets, un amigo de los días de licenciatura de Sơn que estaba haciendo un Ph.D. En teoría de cuerdas en la Universidad de Nueva York . [64] Aunque los dos hombres no tenían la intención de colaborar, Sơn pronto se dio cuenta de que los cálculos de AdS / CFT que Starinets estaba haciendo podían arrojar luz sobre algunos aspectos del plasma de quark-gluón, un estado exótico de materia producido cuando los iones pesados chocan en altas energias En colaboración con Starinets y Pavel Kovtun, Sơn pudo usar la correspondencia AdS / CFT para calcular un parámetro clave del plasma. [26]Como S latern recordó más tarde, "Dimos vuelta al cálculo para darnos una predicción del valor de la viscosidad de corte de un plasma ... Un amigo mío en física nuclear bromeó que nuestro fue el primer papel útil que salió. teoria de las cuerdas." [47]
En la actualidad, los físicos siguen buscando aplicaciones de la correspondencia AdS / CFT en la teoría cuántica de campos. [65] Además de las aplicaciones a la física nuclear defendidas por Đàm Thanh Sơn y sus colaboradores, los físicos de la materia condensada, como Subir Sachdev, han utilizado métodos de teoría de cuerdas para comprender algunos aspectos de la física de la materia condensada. Un resultado notable en esta dirección fue la descripción, a través de la correspondencia AdS / CFT, de la transición de un superfluido a un aislante. [48] Otro tema emergente es la correspondencia de fluido / gravedad, que utiliza la correspondencia de AdS / CFT para traducir problemas en dinámica de fluidos en problemas en relatividad general.
No hay comentarios:
Publicar un comentario