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Experimentos matemáticos ponen a prueba las teorías de la gravedad cuántica

La gravitación newtoniana ha sido descrita correctamente, pero su contraparte cuántica no. Un equipo de científicos desarrolló una fórmula para describir anomalías gravitacionales importantes para obtener una descripción cuántica de la gravedad que promete arrojar luz sobre este misterio.
Experimentos matemáticos ponen a prueba las teorías de la gravedad cuántica
El modelo estándar de la física de partículas es una teoría ampliamente aceptada de las partículas y las fuerzas que componen el Universo. Sin embargo, tiene algunas deficiencias reconocidas, siendo una de las más importantes que no incluye una descripción satisfactoria de la gravedad. Esta es una de las cuestiones pendientes más urgentes en la física de partículas en la actualidad.

Puede que algún día se detecte el gravitón, la partícula de la «gravedad» cuya existencia ha sido predicha. Por ahora, las técnicas experimentales existentes se ven obligadas a confiar en descripciones matemáticas del gravitón, que dan lugar a anomalías gravitacionales. Como ejemplo de anomalía gravitacional podemos considerar la diferencia entre las mediciones del movimiento real de un planeta y el movimiento predicho a partir de un modelo.

La gravedad cuántica es, pues, un concepto de la física de partículas y la teoría cuántica de campos es una rama de las matemáticas que ayuda a describirla y explicarla. Existe un número inmenso de teorías cuánticas de campos, pero es necesario aplicar los sistemas correctos de ecuaciones que proporcionen autoconsistencia. En otras palabras, es necesario determinar las ecuaciones y las condiciones adecuadas capaces de resolver estas ecuaciones.

Un equipo de científicos inició el proyecto «Defects in two dimensional field theories» (D2DFT), financiado por la Unión Europea, para investigar condiciones específicas de consistencia, caracterizadas de forma inadecuada hasta la fecha, es decir, la cancelación de las anomalías gravitatorias globales en la descripción de la teoría del campo a bajas energías. Dos teorías de campos relacionadas con la supergravedad —la teoría de cuerdas y la teoría M— dan lugar a anomalías gravitacionales. Para una de ellas se conoce la fórmula de las anomalías desde la década de 1980, pero sigue estando fuera del alcance para la segunda (la denominada teoría de campo autodual).

Los investigadores consiguieron determinar la fórmula para las anomalías gravitacional globales de las teorías de campo autoduales. Esto tiene importantes implicaciones en el campo de las matemáticas y de la física de partículas, lo que llevará finalmente hasta una descripción de la gravedad cuántica. Los trabajos abarcaron una amplia combinación de subcampos de las matemáticas, y los científicos están explorando actualmente la cancelación de las anomalías gravitacionales globales para evaluar conceptos relacionados con la gravedad cuántica. La gravedad podría ser el pegamento que mantiene unido el Universo. Gracias al trabajo realizado por el proyecto D2DFT, los científicos están un paso más cerca de definirla en un nivel cuántico, tanto física como matemáticamente.

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