Gravedad cuántica de bucle: ¿qué es? Es esta pregunta la que consideraremos en este artículo. Para empezar, definiremos sus características e información fáctica, y luego nos familiarizaremos con su oponente: la teoría de cuerdas, que consideraremos de forma general para la comprensión y la interrelación con la gravedad cuántica de bucles.
Introducción
Una de las teorías que describen la gravedad cuántica es un conjunto de datos sobre la gravedad de bucle en el nivel cuántico de la organización del Universo. Estas teorías se basan en el concepto de discreción tanto del tiempo como del espacio en la escala de Planck. Permite realizar la hipótesis de un Universo pulsante.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli y A. Ashtekar son los fundadores de la teoría de la gravedad cuántica de bucles. El inicio de su formación cae en la década de los 80. siglo XX. De acuerdo con los enunciados de esta teoría, los "recursos" -tiempo y espacio- son sistemas de fragmentos discretos. Se describen como células del tamaño de cuantos, que se mantienen unidas de una manera especial. Sin embargo, al alcanzar tamaños grandes, observamos un suavizado del espacio-tiempo, y nos parece continuo.
La gravedad del bucle y las partículas del universo
Una de las "características" más sorprendentes de la teoría de la gravedad cuántica de bucles es su capacidad natural para resolver algunos problemas de física. Le permite explicar muchas cuestiones relacionadas con el modelo estándar de física de partículas.
En 2005, se publicó un artículo de S. Bilson-Thompson, quien proponía en él un modelo con un Rishon Harari transformado, que tomaba la forma de un objeto de cinta extendida. Este último se llama cinta. El potencial estimado sugiere que podría explicar la razón de la organización independiente de todos los subcomponentes. Después de todo, es este fenómeno el que causa la carga de color. El modelo preon anterior por sí mismo consideraba partículas puntuales como elemento básico. Se postuló la carga de color. Este modelo permite describir las cargas eléctricas como una entidad topológica, que puede surgir en el caso de la torsión de la cinta.
El segundo artículo de estos coautores, publicado en 2006, es un trabajo en el que también participaron L. Smolin y F. Markopolu. Los científicos han propuesto la suposición de que todas las teorías de la gravedad cuántica de bucle, incluidas en la clase de las de bucle, establecen que en ellas el espacio y el tiempo son estados excitados por la cuantización. Estos estados pueden desempeñar el papel de preones, lo que conduce a la aparición del conocido modelo estándar. A su vez, provocaaparición de propiedades de la teoría.
Los cuatro científicos también sugirieron que la teoría de la gravedad de bucle cuántico es capaz de reproducir el modelo estándar. Interconecta las cuatro fuerzas fundamentales de forma automática. De esta forma, bajo el concepto de "brad" (espacio-tiempo fibroso entrelazado), se entiende aquí el concepto de preones. Son los cerebros los que hacen posible recrear el modelo correcto de los representantes de la "primera generación" de partículas, que se basa en fermiones (quarks y leptones) con formas en su mayoría correctas de recrear la carga y la paridad de los fermiones mismos.
Bilson-Thompson sugirió que los fermiones de la "serie" fundamental de la 2.ª y 3.ª generación pueden representarse como los mismos clavitos, pero con una estructura más compleja. Los fermiones de la primera generación están representados aquí por los cerebros más simples. Sin embargo, es importante saber aquí que aún no se han presentado ideas específicas sobre la complejidad de su dispositivo. Se cree que las cargas de color y tipos eléctricos, así como el "estado" de paridad de partículas en la primera generación, se forman exactamente de la misma manera que en otras. Después de que se descubrieron estas partículas, se realizaron muchos experimentos para crear efectos sobre ellas mediante fluctuaciones cuánticas. Los resultados finales de los experimentos mostraron que estas partículas son estables y no se descomponen.
Estructura de bandas
Dado que aquí estamos considerando información sobre teorías sin utilizar cálculos, podemos decir que se trata de gravedad cuántica de bucles "parateteras". Y no puede prescindir de describir las estructuras de la cinta.
Las entidades en las que la materia está representada por la misma "cosa" que el espacio-tiempo son una representación descriptiva general del modelo que nos presentó Bilson-Thompson. Estas entidades son las estructuras de cinta de la característica descriptiva dada. Este modelo nos muestra cómo se producen los fermiones y cómo se forman los bosones. Sin embargo, no responde a la pregunta de cómo se puede obtener el bosón de Higgs utilizando la marca.
L. Freidel, J. Kovalsky-Glikman y A. Starodubtsev en 2006 en un artículo sugirieron que las líneas de campos gravitatorios de Wilson pueden describir partículas elementales. Esto implica que las propiedades que poseen las partículas pueden corresponder a los parámetros cualitativos de los bucles de Wilson. Estos últimos, a su vez, son el objeto básico de la gravedad cuántica de bucles. Estos estudios y cálculos también se consideran una base adicional para el apoyo teórico que describe los modelos de Bilson-Thompson.
Usando el formalismo del modelo spin foam, que está directamente relacionado con la teoría estudiada y analizada en este artículo (T. P. K. G.), así como basándose en la serie inicial de principios de esta teoría de la gravedad cuántica de bucles, se obtiene posible reproducir algunas piezas del Modelo Estándar que antes no se podían conseguir. Estas eran partículas de fotones, también gluones y gravitones.
Haytambién el modelo gelon, en el que no se consideran los clavitos por su ausencia como tales. Pero el modelo en sí mismo no da una posibilidad exacta de negar su existencia. Su ventaja es que podemos describir el bosón de Higgs como una especie de sistema compuesto. Esto se explica por la presencia de estructuras internas más complejas en partículas con un gran valor de masa. Dada la torsión de los clavitos, podemos suponer que esta estructura puede estar relacionada con el mecanismo de creación en masa. Por ejemplo, la forma del modelo de Bilson-Thompson, que describe el fotón como una partícula con masa cero, corresponde al estado de brad no torcido.
Comprender el enfoque Bilson-Thompson
En las conferencias sobre la gravedad de bucle cuántico, al describir el mejor enfoque para comprender el modelo de Bilson-Thompson, se menciona que esta descripción del modelo preón de partículas elementales permite caracterizar los electrones como funciones de naturaleza ondulatoria. El punto es que el número total de estados cuánticos que poseen las espumas de espín con fases coherentes también se puede describir usando términos de función de onda. Actualmente, se está trabajando activamente para unificar la teoría de las partículas elementales y TPKG
Entre los libros sobre la gravedad cuántica de bucles, puedes encontrar mucha información, por ejemplo, en los trabajos de O. Feirin sobre las paradojas del mundo cuántico. Entre otros trabajos, vale la pena prestar atención a los artículos de Lee Smolin.
Problemas
El artículo, en una versión modificada de Bilson-Thompson, admite queel espectro de masas de partículas es un problema sin resolver que su modelo no puede describir. Además, ella no resuelve problemas relacionados con giros, mezcla Cabibbo. Requiere un vínculo con una teoría más fundamental. Versiones posteriores del artículo recurren a describir la dinámica de los clavitos utilizando la transición de Pachner.
Existe una confrontación constante en el mundo de la física: la teoría de cuerdas frente a la teoría de la gravedad cuántica de bucles. Se trata de dos trabajos fundamentales en los que han trabajado y trabajan muchos científicos famosos de todo el mundo.
Teoría de cuerdas
Hablando de la teoría de la gravedad de bucle cuántico y la teoría de cuerdas, es importante comprender que se trata de dos formas completamente diferentes de comprender la estructura de la materia y la energía en el Universo.
La teoría de cuerdas es el "camino de la evolución" de la ciencia física, que trata de estudiar la dinámica de las acciones mutuas no entre partículas puntuales, sino entre cuerdas cuánticas. El material de la teoría combina la idea de la mecánica del mundo cuántico y la teoría de la relatividad. Es probable que esto ayude al hombre a construir una futura teoría de la gravedad cuántica. Es precisamente por la forma del objeto de estudio que esta teoría intenta describir los fundamentos del universo de una manera diferente.
A diferencia de la teoría de la gravedad cuántica de bucles, la teoría de cuerdas y sus fundamentos se basan en datos hipotéticos, lo que sugiere que cualquier partícula elemental y todas sus interacciones de naturaleza fundamental son el resultado de vibraciones de cuerdas cuánticas. Estos "elementos" del Universo tienen dimensiones ultramicroscópicas y en escalas del orden de la longitud de Planck son 10-35 m.
Los datos de esta teoría son matemáticamente significativos con bastante precisión, pero aún no ha podido encontrar una confirmación real en el campo de los experimentos. La teoría de cuerdas está asociada a los multiversos, que son la interpretación de la información en una infinidad de mundos con diferentes tipos y formas de desarrollo de absolutamente todo.
Base
¿Gravedad cuántica de bucles o teoría de cuerdas? Esta es una pregunta bastante importante, que es difícil, pero necesita ser comprendida. Esto es especialmente importante para los físicos. Para entender mejor la teoría de cuerdas, es importante saber algunas cosas.
La teoría de cuerdas podría brindarnos una descripción de la transición y todas las características de cada partícula fundamental, pero esto solo es posible si también pudiéramos extrapolar las cuerdas al campo de la física de baja energía. En tal caso, todas estas partículas tomarían la forma de restricciones en el espectro de excitación en una lente unidimensional no local, de las cuales hay un número infinito. La dimensión característica de las cuerdas es un valor extremadamente pequeño (alrededor de 10-33 m). En vista de esto, una persona no puede observarlos en el curso de los experimentos. Un análogo de este fenómeno es la vibración de las cuerdas de los instrumentos musicales. Los datos espectrales que "forman" una cadena solo pueden ser posibles para una determinada frecuencia. A medida que aumenta la frecuencia, también lo hace la energía (acumulada a partir de las vibraciones). Si aplicamos la fórmula E=mc2 a esta afirmación, entonces podemos crear una descripción de la materia que compone el Universo. La teoría postula que las dimensiones de masa de partículas que se manifiestan comocuerdas vibrantes se observan en el mundo real.
La física de cuerdas deja abierta la cuestión de las dimensiones del espacio-tiempo. La ausencia de dimensiones espaciales adicionales en el mundo macroscópico se explica de dos formas:
- Compactación de dimensiones, que se retuercen a tamaños en los que corresponderán al orden de la longitud de Planck;
- La localización del número total de partículas que forman un Universo multidimensional en una "hoja del Mundo" de cuatro dimensiones, que se describe como un multiverso.
Cuantificación
Este artículo analiza el concepto de la teoría de la gravedad cuántica de bucles para principiantes. Este tema es extremadamente difícil de comprender a nivel matemático. Aquí consideramos una representación general basada en un enfoque descriptivo. Además, en relación con dos teorías "opuestas".
Para comprender mejor la teoría de cuerdas, también es importante conocer la existencia del enfoque de cuantización primaria y secundaria.
La segunda cuantización se basa en los conceptos de un campo de cuerdas, es decir, el funcional para el espacio de bucles, que es similar a la teoría cuántica de campos. Los formalismos del enfoque primario, a través de técnicas matemáticas, crean una descripción del movimiento de las cuerdas de prueba en sus campos externos. Esto no afecta negativamente la interacción entre las cuerdas y también incluye el fenómeno de la descomposición y unificación de las cuerdas. El enfoque principal es el vínculo entre las teorías de cuerdas y las afirmaciones de la teoría de campos convencional sobresuperficie del mundo.
Supersimetría
El "elemento" más importante y obligatorio, así como realista, de la teoría de cuerdas es la supersimetría. El conjunto general de partículas y las interacciones entre ellas, que se observan a energías relativamente bajas, es capaz de reproducir el componente estructural del Modelo Estándar en casi todas sus formas. Muchas propiedades del Modelo Estándar adquieren explicaciones elegantes en términos de la teoría de supercuerdas, que también es un argumento importante para la teoría. Sin embargo, aún no existen principios que puedan explicar tal o cual limitación de las teorías de cuerdas. Estos postulados deberían permitir obtener una forma del mundo similar al modelo estándar.
Propiedades
Las propiedades más importantes de la teoría de cuerdas son:
- Los principios que determinan la estructura del Universo son la gravedad y la mecánica del mundo cuántico. Son componentes que no se pueden separar al crear una teoría general. La teoría de cuerdas implementa esta suposición.
- Los estudios de muchos conceptos desarrollados en el siglo XX, que nos permiten comprender la estructura fundamental del mundo, con todos sus muchos principios de funcionamiento y explicación, se combinan y se derivan de la teoría de cuerdas.
- La teoría de cuerdas no tiene parámetros libres que deban ajustarse para asegurar la concordancia, como se requiere en el Modelo Estándar, por ejemplo.
En conclusión
En términos simples, la gravedad de bucle cuántico es una forma de percibir la realidad quetrata de describir la estructura fundamental del mundo a nivel de partículas elementales. Te permite resolver muchos problemas de física que afectan a la organización de la materia, y además pertenece a una de las principales teorías del mundo. Su principal oponente es la teoría de cuerdas, lo cual es bastante lógico, dadas las muchas afirmaciones verdaderas de esta última. Ambas teorías encuentran su confirmación en varios campos de la investigación de partículas elementales, y los intentos de combinar el "mundo cuántico" y la gravedad continúan hasta el día de hoy.
