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1 de Noviembre de 2017
Física matemática

Una dualidad maravillosa

La conjetura de Maldacena cumple dos décadas. Lo que empezó como un desarrollo en teoría de cuerdas y gravedad cuántica ha encontrado hoy prometedoras aplicaciones en otros campos.

Un principio de alcance insospechado: En ciertos espaciotiempos, los fenómenos gravitatorios que tienen lugar en el interior pueden describirse en términos de una teoría de partículas definida sobre la frontera. Veinte años después de su formulación, esta idea se ha instalado como uno de los principios más fértiles de la física teórica. [INVESTIGACIÓN Y CIENCIA]

La última semana de noviembre de 1997, hace ahora veinte años, aparecía en el repositorio de prepublicaciones arXiv un artículo de Juan Maldacena, un joven físico argentino de Harvard. Su modesto título («El límite de gran N de las teorías de campos superconformes y de la supergravedad») no permitía adivinar que acabaría por convertirse en el artículo de física de altas energías más citado de la historia, por encima incluso del trabajo de 1967 en el que Steven Weinberg sentó las bases del modelo estándar. Cuando, dos semanas más tarde, Maldacena presentó sus ideas en una conferencia en el CERN, los allí congregados reaccio­namos con mucha más perplejidad que entusiasmo. Muy pocos intuyeron que asistíamos al nacimiento de una idea que, dos décadas después, dominaría la investigación en teoría de cuerdas y contaría con interesantes ramificaciones en otras áreas.

Lo que Maldacena estaba diciendo era tan fascinante como sorprendente: que ciertas teorías de gravedad en D dimensiones eran matemáticamente equivalentes, o «duales», a determinadas teorías de partículas sin gravedad en D – 1 dimensiones. Más aún, dicha equivalencia funcionaba en un régimen en el que las teorías de partículas resultaban intratables por medio de las técnicas habituales; como consecuencia, la propuesta de Maldacena abría la puerta a estudiar dicho régimen de la teoría de campos a través de la teoría gravitatoria dual. No es extraño que algunas reacciones fueran de escepticismo: parecía demasiado bueno para ser cierto.

El resultado de Maldacena coronaba una serie de hitos que, en los años precedentes, habían ayudado a esclarecer la estructura formal de la teoría de cuerdas y las propiedades matemáticas de los agujeros negros. Sin embargo, la fertilidad de la idea iría mucho más allá. Hoy sus consecuencias permean campos diversos, desde la gravedad cuántica y la teoría de las interacciones fuertes hasta la física
de la materia condensada.

D-branas y agujeros negros
En 1997 la teoría de cuerdas vivía una edad dorada. Tan solo dos años antes había tenido lugar la «segunda revolución de las supercuerdas»: una serie de hallazgos que habían dejado claro que, en realidad, las cinco teorías de cuerdas conocidas constituían diferentes límites de una única teoría subyacente, la «teoríaM». Al mismo tiempo, se había producido otro gran avance que resultaría clave en multitud de desarrollos posteriores. Joseph Polchinski, de la Universidad de California en Santa Bárbara, había introducido un nuevo concepto en teoría de cuerdas: las branas de tipo Dirichlet, o D-branas.

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