En 1988, John Cardy preguntó si había un teorema c en cuatro dimensiones. Ahora, un cuarto de siglo después, parece que tenía razón.
"Se muestra que, incluso para d, la función de un punto de la traza del tensor de tensión en la esfera, Sd, cuando se regulariza adecuadamente, define una función c, que, al menos en un orden de bucle, está disminuyendo a lo largo RG trayectorias y es estacionaria en puntos fijos RG, donde es proporcional a la anomalía conforme habitual ". dijo Cardy. "Se muestra que la existencia de dicha función c, si satisface estas propiedades en todos los órdenes, es consistente con el comportamiento esperado de QCD en cuatro dimensiones".
Su especulación es el teorema a ... una multitud de vías en las que los campos cuánticos pueden excitarse energéticamente (a) siempre es mayor a altas energías que a bajas energías. Si esta teoría es correcta, entonces probablemente explicará la física más allá del modelo actual y arrojará luz sobre las posibles partículas desconocidas que aún no han sido reveladas por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN, el laboratorio de física de partículas de Europa cerca de Ginebra, Suiza.
"Me complace que la prueba resulte correcta", dice Cardy, físico teórico de la Universidad de Oxford, Reino Unido. "Estoy bastante sorprendido de la conjetura que hice en 1988".
Según los teóricos Zohar Komargodski y Adam Schwimmer del Instituto de Ciencia Weizmann en Rehovot, Israel, la prueba de las teorías de Cardy se presentó en julio de 2011, y está ganando notoriedad lentamente entre la comunidad científica a medida que otros físicos teóricos toman nota de su trabajo.
"Creo que es muy probable que sea correcto", dice Nathan Seiberg, físico teórico del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey.
El campo de la teoría cuántica siempre se encuentra en terreno inestable ... parece que nadie puede ser 100% exacto en sus conjeturas de cómo deberían comportarse las partículas. De acuerdo con la Naturaleza comunicado de prensa, un ejemplo es la cromodinámica cuántica, la teoría de la fuerza nuclear fuerte que describe las interacciones entre quarks y gluones. Esa falta deja a los físicos luchando por relacionar la física en la escala de quarks de alta energía y corta distancia con la física en escalas de mayor distancia y menor energía, como la de protones y neutrones.
"Aunque se ha dedicado mucho trabajo a relacionar escalas de corta y larga distancia para teorías de campo cuántico particulares, hay relativamente pocos principios generales que hacen esto para todas las teorías que pueden existir", dice Robert Myers, físico teórico del Perimeter Institute. en Waterloo, Canadá.
Sin embargo, el a-teorema de Cardy podría ser la respuesta, en cuatro dimensiones, las tres dimensiones del espacio y la dimensión del tiempo. Sin embargo, en 2008, dos físicos encontraron un contraejemplo de una teoría de campo cuántico que no obedecía la regla. Pero no te detengas ahí. Dos años después, Seiberg y sus colegas reevaluaron el contraejemplo y descubrieron errores. Estos hallazgos llevaron a más estudios sobre el trabajo de Cardy y permitieron a Schwimmer y Komargodski exponer su conjetura. Nuevamente, no es perfecto y algunas áreas necesitan más aclaraciones. Pero Myers piensa que la prueba es correcta. "Si esto es una prueba completa, entonces se convierte en un principio muy poderoso", dice. "Si no lo es, sigue siendo una idea general que se mantiene la mayor parte del tiempo".
De acuerdo a NaturalezaKen Intriligator, un físico teórico de la Universidad de California en San Diego, está de acuerdo, y agrega que mientras que los matemáticos requieren que las pruebas sean herméticas, los físicos tienden a estar satisfechos con pruebas que parecen ser correctas e intrigados por cualquier camino a seguir en más profundidad. Escribiendo en su blog el 9 de noviembre, Matt Strassler, físico teórico de la Universidad de Rutgers en New Brunswick, Nueva Jersey, describió la prueba como "sorprendente" porque todo el argumento sigue una vez que se ha establecido una idea técnica elegante.
Con la teoría de Cardy más probada, es probable que se aplique de manera más universal en las áreas de las teorías de campo cuántico. Esto puede unificar la física, incluido el área de la supersimetría y ayudar a los hallazgos con el LHC. El teorema a "será una herramienta de guía para los teóricos que intentan comprender la física", predice Myers.
El trabajo de Pehaps Cardy incluso se expandirá a la física de la materia condensada, un área donde las teorías de campo cuántico se utilizan para dilucidar nuevos estados de materiales. El único problema es que el teorema a solo ha tenido pruebas en dos y cuatro dimensiones, donde algunas áreas de la física de la materia condensada abarcan capas que contienen solo tres dimensiones, dos en el espacio y una en el tiempo. Sin embargo, Myers afirma que continuarán trabajando en una versión del teorema en números impares de dimensiones. "Solo espero que no tome otros 20 años", dice.
Fuente original de la historia: Comunicado de prensa de Nature. Para lectura adicional: sobre flujos de grupo de renormalización en cuatro dimensiones.
