Las partículas que aparecen en la Tabla son las «letras» de
todo tipo de materia y parece que no tienen
otras subestructuras internas. Sin embargo, la teoría de cuerdas afirma una
cosa bien diferente. Según esta teoría, si pudiéramos examinar estas partículas
con un microscopio electrónico, a un nivel de aumentos mucho mayor del posible
hoy—una precisión que estuviera en muchos grados de magnitud más allá de
nuestra capacidad tecnológica actual— descubriríamos que ninguna es como un
punto, sino que cada una de ellas está formada por un diminuto bucle unidimensional.
Cada partícula contiene un filamento que
vibra, oscila y baila como un elástico de goma infinitamente delgado que los
físicos han denominado cuerda. En la Figura vemos gráficamente este
concepto esencial de la teoría de cuerdas, comenzando con un trozo de materia
corriente, una manzana, y ampliando repetidas veces su estructura hasta poder
ver los componentes que la forman a escalas cada vez menores. La teoría de
cuerdas añade la nueva categoría microscópica del bucle vibrador, que continúa
la progresión conocida con anterioridad, es decir, la que va desde los átomos,
a través de los protones, neutrones, electrones y quarks.
Las cuerdas también pueden tener dos extremos que se mueven
libremente (las llamadas cuerdas abiertas), además del caso de los bucles
(cuerdas cerradas)
A partir de un principio —en su nivel más microscópico, todo
consiste en combinaciones de hilos vibradores— la teoría de cuerdas aporta un
único marco explicativo capaz de abarcar todas las fuerzas y toda la materia.
La teoría de cuerdas afirma, por ejemplo, que las
propiedades que se han observado en las partículas, los datos recogidos en la Tabla, son un reflejo de los distintos modos en que una cuerda puede
vibrar. Del mismo modo que las cuerdas de un violín o una guitarra tienen unas
frecuencias de resonancia particulares a la hora de vibrar —lo que nuestros
oídos perciben como las diversas notas musicales y sus armónicos más altos— así
sucede con los bucles de la teoría de cuerdas. Pero en vez de producir notas musicales, cada una
de las pautas o modelos de vibración preferidos de una cuerda, dentro de la
teoría de cuerdas, se presenta como una partícula cuyas cargas de fuerza y de
masa están determinadas por el modelo de oscilación de la cuerda. El electrón
es una cuerda que vibra de un modo, el quark alto es otra que vibra de otro
modo, y así en general. Lejos de ser una colección de hechos experimentales, las
propiedades de las partículas dentro de la teoría de cuerdas son la
manifestación de una única característica física: los resonantes modelos de
vibración —es decir, la música— de los bucles de cuerda fundamentales. La misma
idea es asimismo aplicable a las fuerzas de la naturaleza. Veremos que las
partículas de fuerza también están asociadas con modelos específicos de
vibración de cuerdas y por tanto todo, toda la materia y todas las fuerzas,
está unificado bajo la misma partitura de oscilaciones microscópicas de cuerdas,
es decir, las «notas» que las cuerdas pueden producir y que componen la sinfonía del Universo o tal vez del Multiverso.
En consecuencia, por primera vez en la historia de la física
disponemos de un marco en el que se puede explicar cualquiera de las
características fundamentales sobre las que está construido el Universo.
No obstante estamos en el principio de lo que la teoría de
cuerdas puede explicar pero que aún no sabemos como hacerlo.
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