Gravitación y física de alta energía en diversas dimensiones Imprimir

Entender fenómenos, aparentemente diferentes, en términos de un único cuadro ha demostrado ser una estrategia exitosa y fructífera. Un buen ejemplo es el caso de las fuerzas eléctricas y magnéticas como partes de un mismo campo electromagnético unificado. Este resultado puramente teórico, obtenido por Maxwell en el siglo XIX, no sólo permitió entender la naturaleza de la luz como una onda electromagnética, sino también fue la semilla que dio origen a la relatividad especial de Einstein.


Según nuestro conocimiento actual, existen cuatro interacciones fundamentales (“fuerzas”) en la naturaleza: el electromagnetismo, las fuerzas nucleares débiles y fuertes, y la gravitación. La idea de unificación ha sido exitosa al generar predicciones que han sido verificadas experimentalmente. Este es el caso del electromagnetismo y la fuerza nuclear débil, una vez que han sido formulados en términos del modelo electrodébil de Weinberg y Salam. De esta manera, con el fin de incluir a las interacciones restantes, la estrategia de unificación ha sido una guía para proponer nuevos modelos en la física teórica.


Una propuesta particularmente interesante, tan antigua como la Relatividad General, relacionada con la unificación del electromagnetismo y la gravitación, es tal que el electromagnetismo se manifiesta como “la sombra” de un único campo gravitacional en un espaciotiempo de más dimensiones. En este modelo, se supone que las dimensiones adicionales están extremadamente enroscadas de manera tal que uno no puede percibirlas a través de la experiencia cotidiana, de la misma forma en que es difícil distinguir entre un cilindro extremadamente delgado (de dos dimensiones) de una línea unidimensional. A pesar que esta propuesta entra en conflicto con la observación, su atractiva estética ha recibido recientemente mucha atención en diferentes escenarios aparentemente consistentes.


En la actualidad, existe un consenso creciente con respecto a que las teorías de unificación podrían ser formuladas en escenarios que requieren más dimensiones. De hecho, las propuestas resultan ser aún más ambiciosas, ya que no sólo intentan proporcionar un esquema de unificación para las interacciones fundamentales que podría también explicar la esquiva cuantización de la gravitación, sino que además intentan entender la materia y las interacciones como diferentes características de un único campo unificado. Entre las "teorías de todo" más estudiadas, con estas características, están las cinco teorías posibles de supercuerdas, que podrían tener un origen común en una única teoría-M, la cual requiere la existencia de once dimensiones.


La investigación desarrollada recientemente por nuestro grupo a lo largo de esta líneas contiene: Supersimetría local y teorías de gravitación en dimensiones diversas, incluyendo agujeros negros, objetos de tipo membrana (p-branas) y agujeros de gusano en el vacío. También se han explorado nuevos mecanismos para "enroscar" las dimensiones adicionales, así como también fenómenos intersantes de física gravitacional y holografía en dimensiones menores que cuatro.