La Teoría de Cuerdas puede ser probada

La idea de una “Teoría del Todo” es tentadora. La teoría de cuerdas se ha propuesto desde la década de 1960 como una manera de conciliar la mecánica cuántica y la relatividad general en esa ansiada Teoría Final. Sin embargo, la mayor crítica a la Teoría de Cuerdas es que no es comprobable. Pero ahora, un equipo de investigación dirigido por científicos del Imperial College de Londres descubrieron de forma inesperada, que la teoría de cuerdas también parece predecir el comportamiento del entrelazamiento de cuántico. Como esta predicción puede ser probada en un laboratorio, los investigadores dicen que ahora pueden probar la teoría de cuerdas.

“Si los experimentos demuestran que nuestras predicciones acerca del entrelazamiento cuántico son correctas, se demostrará que la teoría de cuerdas funciona y puede predecir el comportamiento de los sistemas cuánticos entrelazados “, dice el Profesor Mike Duff, autor principal del estudio.

La teoría de cuerdas se desarrolló originalmente para describir partículas fundamentales y las fuerzas que componen nuestro universo, y ha sido el candidato favorito entre los físicos para conciliar lo que sabemos sobre física: desde el increíblemente pequeño mundo de las partículas hasta nuestra comprensión de lo más grande de nuestros estudios de cosmología. Utilizar la teoría para predecir el comportamiento de las partículas cuánticas entrelazadas proporciona la primera oportunidad de probar la teoría de cuerdas por medio de la experiencia.

Pero, al menos por ahora, los científicos no pueden confirmar que la Teoría de Cuerdas es en realidad la manera de explicar, sólo si realmente funciona.

“Esto no será una prueba de que la teoría de cuerdas es la teoría del  todo, que está siendo buscada por cosmólogos y físicos de partículas”, dijo Duff. “Sin embargo, será muy importante para los teóricos, ya que demostraría la aplicación de la teoría de cuerdas  aun  en un área inesperada y sin relación con la física. “

La teoría de cuerdas es una teoría de la gravedad, una extensión de la Relatividad General, y la interpretación clásica de cuerdas y membranas es que son la mecánica cuántica vibrando. La teoría de la hipótesis de que tanto los electrones cómo los quarks dentro de un átomo no son objetos cero-dimensionales, sino cadenas de unidimensionales.Estas cadenas pueden moverse y vibrar, lo que ha servido para asignar a  las partículas su sabor, su carga, masa y spin. Las cuerdas son bucles cerrados y las llamado D-branas, donde se pueden abrir en lineas unidimensionalesl. Los extremos de la cadena no pueden desprenderse de la D-brana, pero pueden deslizarse sobre ella.

Duff dijo que estaba sentado en una conferencia en Tasmania, donde un colega fue la presentación de las fórmulas matemáticas que describen el entrelazamiento cuántico cuando se dio cuenta de algo. “De pronto reconocí fórmulas similares a algunas que había desarrollado unos años antes durante el uso de la teoría de cuerdas para describir los agujeros negro. Cuando regresé a Reino Unido, revisé mis cuadernos y confirmé que las matemáticas de estas áreas era muy diferente de hecho idéntico. “

Duff y sus colegas se dieron cuenta que la descripción matemática de las características del entrelazamiento entre tres qubits se asemejaba a la descripción matemática, en la teoría de cuerdas, de una clase particular de un agujero negro. Así, mediante la combinación de sus conocimientos de dos de los más extraños fenómenos en el universo, los agujeros negro y el entrelazamiento cuántico, se dieron cuenta que podían usar la teoría de cuerdas para producir una predicción que podría ponerse a prueba. El uso de las matemáticas que describe la teoría de cuerdas para los agujeros negros, predijeron el patrón de enredos que se producirá cuando cuatro qubits están entrelazados unos con otros. (La respuesta a este problema no se ha calculado antes.) Aunque es técnicamente difícil de hacer, el patrón del entrelazamiento entre cuatro qubits entrelazados se podría medir en el laboratorio y la exactitud de esta predicción sería una prueba.

El descubrimiento de que la teoría de cuerdas parece hacer predicciones sobre el entrelazamiento cuántico es completamente inesperado,  porque el entrelazamiento cuántico puede ser medido en un laboratorio, en otras palabras: sería la  la forma de que finalmente los investigadores puedan probar predicciones basadas en la teoría de cuerdas.

Pero, dijo Duff, no hay ninguna conexión obvia para explicar por qué una teoría que está siendo desarrollada para describir el funcionamiento fundamental de nuestro universo es útil para predecir igualmente el comportamiento de sistemas cuánticos entrelazados. “Esto puede ser un detalle  muy profundo sobre el mundo en que vivimos, o puede ser nada más que una coincidencia peculiar. De cualquier manera, es útil”. dice Duff.

Archivo original disponible aquí, (eng).

Autor: Nancy Atkinson.

Artículo original: Scientist say they can now test String Theory.