O que é a Teoria das Supercordas? O que pretende provar?

Question

A teoria tenta unificar a física quântica e a relativista, entre outras coisas.

Answer 1

Recentemente eu tive que fazer um trabalho de física onde eu tive que explicar o que é a teoria das cordas de uma maneira bem simples para um público não especializado.

A seguir está colado o texto que eu escreví. Acho que está bem completo em uma linguarem bem simples:

A TEORIA DAS CORDAS

Moléculas podem ser divididas em átomos (do grego, a=não e tomo=divisão). O átomo era tido como a partícula elementar da matéria, até o momento em que os cientistas descobriram que o átomo poderia ser dividido em partículas subatômicas, que são os prótons, nêutrons e elétrons. Essas passaram a ser as partículas elementares da matéria, até o momento em que os experimentos da física quântica demonstraram que os próprios prótons e nêutrons eram formados por partículas mais elementares.
A física quântica denomina as partículas quânticas subatômicas, de um modo geral, de hádrons. Prótons e nêutrons são exemplos de hádrons. Um hádron é formado por partículas mais elementares: férmions (denominados quarks) que são partículas quânticas que contém massa, e bósons (denominados glúons), que são partículas que transmitem força. Existem seis categorias de quarks diferentes, denominadas top, bottom, charm, strange, up e down. Apesar da descoberta de todos esses tipos, apenas os dois últimos formam os prótons (dois up e um down) e os nêutrons (dois down e um up). As quatro primeiras categorias são instáveis e são produzidas apenas em laboratório. O elétron, contudo, até o nível de energia das experiências atuais, parece ser sem estrutura nos moldes do modelo padrão.
Até o momento o quark é a unidade fundamental da matéria. Apesar de não ser possível identificar quarks livres no universo (eles estão sempre combinados com outros quarks), não podemos afirmar que eles não são indivisíveis. De fato, ao chegar na partícula mais elementar possível, como podemos saber que ela também não é divisível?
Em 1970, os físicos Yoichiro Nambu, Holger Nielsen e Leonard Susskind propuseram que filamentos unidimensionais de energia em vibração seriam os elementos fundamentais da constituição de todas as partículas do universo. Esses filamentos de energia foram denominados cordas.
Podemos fazer uma analogia desses filamentos de energia com as cordas de um violão. Uma mesma corda pode produzir diferentes sons, dependendo da posição dos dedos do músico. Da mesma forma, um mesmo filamento de energia pode produzir diferentes partículas subatômicas, dependendo do padrão de vibração existente. Toda a matéria do universo seria, portanto, composta por unidades elementares de energia vibrando em um determinado padrão.
Um aspecto intrigante da teoria das cordas é que ela prediz o número de dimensões que o universo deve possuir. O único problema é que quando este cálculo é feito, o número de dimensões do universo não é quatro como esperado (três eixos espaciais e um no tempo), mas vinte e seis.

AS DIVERSAS TEORIAS DAS CORDAS E A TEORIA-M

Existem diversas maneiras de formar uma teoria de cordas, dependendo de como você compõe essa teoria. A teoria vai depender se as cordas consideradas serão abertas ou fechadas, se serão consideradas partículas de força (bósons) ou se serão incluídas as partículas de matéria (férmions), se você vai ou não considerar partículas com massa imaginária (tachyons), se as cordas se movendo para um lado ou para o outro diferem ou não.
Em 1984, Michael Green e John Schwarz propuseram a teoria das cordas cósmicas (ou supercordas). Nessa teoria, padrões de vibração distintos de uma mesma corda fundamental com comprimento de Planck (10-34 m), dão origem a diferentes massas e diferentes cargas de força. Essa teoria requer a existência de 9 dimensões espaciais e uma dimensão temporal. As outras 16 dimensões previstas na teoria das cordas original (bosônica) estão enroladas sobre si mesmo, com distâncias menores que o comprimento de Planck e, portanto, não podem ser detectadas.
Em suma, várias teorias de cordas foram elaboradas, cada uma com suas particularidades. São elas a teoria bosônica, com 26 dimensões, que derivou nas teorias Tipo I, Tipo II(A), Tipo II(B), Heterótica-O e Heterótica-E, todas com 10 dimensões.
Se fizermos uma compactação das dez dimensões dessas teorias para as 4 dimensões de espaço-tempo, então o número de teorias de cordas crescerá, porque existem muitas maneiras de compactar as outras 6 dimensões. Porém o número de teorias de cordas tem se reduzido nos últimos anos porque os teóricos estão descobrindo que o que eles pensavam ser teorias completamente diferentes são, na verdade diferentes pontos de vista da mesma teoria. Michael James Duff, Chris Hull e Paul Townsend verificaram a possibilidade de unificar as teorias já existentes adicionando mais uma dimensão, totalizando 11 dimensões, e não somente 10. Atualmente o grande desafio na pesquisa das cordas é centralizar todas as teorias em uma única teoria, denominada Teoria M.

RESULTADO DA TEORIA DAS CORDAS

A teoria das cordas ainda não pôde ser comprovada nem rejeitada por nenhum experimento científico, fato pelo qual ela ainda não é considerada ainda uma teoria científica. Porém os trabalhos na teoria das cordas têm levado a avanços na matemática, principalmente em geometria algébrica.
Considerar a matéria como sendo composta por padrões de energia ajuda a explicar alguns fenômenos tais como a característica da dualidade onda-partícula observada na física quântica e até mesmo a relação E=mc2 enunciada por Einstein na teoria da relatividade. Muitos físicos enxergam a teoria das cordas como sendo uma oportunidade para unir a mecânica quântica com a teoria geral da relatividade, criando uma única teoria física para explicar a estrutura do universo (a teoria de tudo).

Answer 2

De maneira bastante simples e resumida, a teoria das supercordas postula que os quarks, mais ínfima partícula subatômica conhecida até o momento, estariam formados por "supercordas" que, de acordo com sua vibração, dariam a "tonalidade" específica ao núcleo atômico a que pertencem, dando assim as qualidades físico-químicas da partícula em questão.
Imaginar as supercordas:
>o planeta Terra é dez a vinte ordens grandeza menor do que o universo,
>e o núcleo atômico é dez a vinte ordens de grandeza menor do que a Terra.
>Pois bem, uma supercorda é dez a vinte ordens menor do que o núcleo atômico.

Answer 3

A Teoria das cordas (ou teoria das supercordas) é um modelo físico cujos blocos fundamentais são objetos extensos 1-D, semelhantes a uma corda, contrariamente aos pontos d dimensão zero (partículas) q eram a base da física tradicional. Por essa razão, as teorias baseadas na teoria das cordas podem evitar os problemas associados à presença d partículas pontuais (entenda-se d dimensão zero) em uma teoria física, como uma densidade infinita d energia associada à utilização de pontos matemáticos. O estudo da teoria d cordas tem revelado a necessidade d outros objetos não propriamente cordas, incluindo pontos, membranas, e outros objetos de dimensões + altas. O interesse na teoria das cordas é dirigido pela grande esperança d q ela possa vir a ser uma teoria de tudo. Ela é uma possível solução do problema da gravitação quântica e, adicionalmente à gravitação, ela poderá naturalmente descrever as interações similares ao eletromagnetismo e outras forças da natureza. As teorias das supercordas incluem os férmions, os blocos d construção da matéria. Não se sabe ainda se a teoria das cordas é capaz d descrever o universo como uma precisa coleção d forças e matéria q nós observamos, nem quanta liberdade p/ escolha destes detalhes a teoria irá nos permitir. Nenhuma teoria das cordas fez alguma nova predição q possa ser experimentalmente testada.

Answer 4

Hahahah

Answer 5

Olha, gostei das explicações. Show de bola, parabéns. Mas o que eu queria mesmo eram 6 supercordas para a minha guitarra, pois não aguento mais trocar as que arrebentam !! Alguém pode ajudar?

Answer 6

A teoria das supercordas pretende provar que todas as forças da natureza se sintetizam em uma só, entendendo-se a gravidade a nível quântico.

Answer 7

Encontrei essa página na net espero que ajude: http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/super_cordas.html

Answer 8

Olha aí:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_das_Supercordas

De resto não sei mesmo, não é uma unanimidade entre os cientistas.