Edward Witten ha desarrollado la mayor parte de su labor científica en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. Se le deben grandes contribuciones a la física teórica de las partículas elementales y a la teoría cuántica de campos (en especial, en la cromodinámica cuántica).
Se doctoró en física por la Universidad de Princeton en 1976 bajo la supervisión de David Gross. Luego, trabajó en la Universidad de Harvard para la Harvard Society of Fellows como Junior Fellow y en Princeton como profesor. Estuvo por espacio de dos años en Caltech, de 1999 a 2001. Actualmente es profesor de física-matemática en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.
El trabajo de Witten combina la física profunda con las matemáticas modernas. Su trabajos principales han sido, sobre todo, en la teoría cuántica de campos y la teoría de cuerdas, y en áreas relacionadas de la topología y de la geometría. Entre sus muchas contribuciones están su prueba de la relatividad positiva del teorema de la energía en general, su trabajo sobre Supersimetría y la teoría de Morse, su introducción de la teoría topológica cuántica y su trabajo de simetría especular y teoría de gauge, y su conjetura sobre la existencia de la teoría M.
Witten ha sido el primer físico en ganar la Medalla Fields. Un ejemplo de su impacto en las matemáticas puras han sido sus trabajos para entender la polinómica de Jones usando la teoría de Chern-Simons. Esto ha tenido un gran impacto en topología geométrica y conducido a los invariantes cuánticos a denominarse invariantes de Reshetikhin-Witten.
Ha publicado el libro: "Superstring Theory". Cambridge University Press. (2 volúmenes). Autores: Michael B. Green, John H. Schwarz, Edward Witten (1988).
La Teoría M es la proposición de una teoría que unifique las cinco teorías de las Supercuerdas.
Originalmente cuando fueron propuestas estas cinco teorías, se planteó una dualidad en donde todas las teorías eran distintas entre sí y a la vez correctas. Cómo podían las cinco teorías ser correctas y diferentes al mismo tiempo?.
Basadas en los trabajos de varios físicos teóricos; la existencia de las Supercuerdas fue sugerida por primera vez en 1995 por Edward Witten del Institute for Advanced Study; y sobre estudios realizados por Chris Hull, Paul Townsend, Ashoke Sen, Michael Duff y John Schwarz, en función de sus respectivas teorías de cuerdas.
La Teoría de Supercuerdas era entonces la única teoría que tenía cinco versiones y todas eran correctas, lo cual científicamente no podía ser consistente con la teoría inicial.
Fue entonces cuando el Dr. Edward Witten resolvió la incógnita mediante la determinación del valor n-dimensional que pudiese proveer una solución común a las cinco demostraciones matemáticas de las teorías correspondientes, ese valor resultó ser igual a 11 dimensiones.
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| LAS CINCO TEORIAS DE CUERDAS |
Entonces, en esta teoría; donde se da una solución compatible incluyendo las cinco anteriores; se identifican 11 dimensiones, es decir 11-dimensional, en donde la supergravedad interactúa entre membranas de 2 a 5 dimensiones.
"Esto evidenciaría la existencia de infinitos Universos Paralelos, algunos de los cuales serían como el nuestro con mayores o menores diferencias, y otros que serían impensables con 5 ó más dimensiones."
Esto explicaría la debilidad de la gravedad, pues la partícula del gravitón sería la única que podría pasar por todas las membranas, perdiendo su fuerza.
Se demostró que las varias teorías de las Supercuerdas estaban relacionadas por dualidades, que permitían a los físicos relacionar la descripción de un objeto en una teoría de Supercuerdas para eventualmente describir un objeto diferente de otra teoría.
Esto implica que cada una de las teorías de Supercuerdas es un diferente aspecto de una sola teoría, propuesta por Witten y llamada Teoría M.
Las teorías antecesoras fueron entonces:
* Teoría de Cuerda Tipo I
* Teoría de Cuerda Tipo IIA
* Teoría de Cuerda Tipo IIB
* Teoría Heterótica Cuerda HO
* Teoría Heterótica Cuerda HE
La Teoría M contiene mucho más que sólo cuerdas. Contiene tanto objetos de mayor como menor dimensionalidad:
_Estos objetos son llamados P-branas, donde p denota su dimensionalidad:
* 1-brana podría ser una cuerda
* 2-brana podría ser una membrana
_Los objetos llamados D-branas son cuerdas abiertas.
_Objetos de mayores dimensiones siempre estuvieron presentes en la teoría de cuerdas,
pero nunca pudieron ser estudiados hasta el desarrollo de las Supercuerdas.
Incluso se ha sugerido que el Big Bang fue producido por la colisión de dos de estas membranas, surgiendo así nuestro Universo.
Conclusión:
La Teoría M está definida en un espacio-tiempo de 11 dimensiones con diez dimensiones de espacio y una para el tiempo. Por tanto la Teoría M tiene solo un tiempo. Sin embargo hay algunas especulaciones sobre que la Teoría F puede contener dos dimensiones de tiempo y diez dimensiones espaciales. Por tanto sería un Universo con dos tiempos y doce dimensiones. No obstante, la Teoría F solo la mantienen una minoría de físicos.
"Creemos que un Multiverso de Universos existe como burbujas flotando en la Nada. Cada burbuja se forma como una fluctuación cuántica de la Nada. Creemos que cuando esta burbuja forma su materia está dominada por cuerdas y membranas que crean notas musicales, las cuales vemos como partículas del Universo."
La cantidad de energía necesaria para crear un Universo burbuja es cero. La materia tiene
energía positiva, pero la gravedad tiene energía negativa. La suma de las dos debería ser cero. Esto significa que los Universos burbuja pueden crearse en cualquier momento. Por tanto, el Universo es gratis.
"Experimentalmente, esperamos encontrar super-partículas en los próximos años con nuestros colisionadores de átomos. Sin embargo, creo que si somos lo bastante listos podríamos resolver la teoría y entonces derivar todas las leyes de la Física y la Química. Eso sería una prueba de que la Teoría M es correcta. Por tanto, esos experimentos no son en verdad necesarios. La Teoría M es suficiente."
