En esta entrada vamos a explicar someramente cómo consigue el modelo de Randall-Sundrum quitarse de encima el problema de la jerarquía.
Dos branas en un mundo de 5 dimensiones
Supongamos que estamos en una configuración como la presentada en la entrada anterior. Como explicamos en la segunda entrada, las masas de las partículas deberían de ser todas del orden de la masa de Planck, incluyendo la masa del Higgs.
Pero en una situación como la presentada en el modelo Randall-Sundrum lo que ocurre es lo siguiente (la siguiente explicación está muy simplificada):
– Tenemos un espaciotiempo de 5 dimensiones con dos fronteras de 4 dimensiones, 3 espaciales y 1 temporal.
Las fronteras son las branas. (Pensemos en una habitación 3 dimensiones, y las fronteras serían las superficies de las paredes 2 dimensiones.)
– El punto clave es que tanto las partículas como las branas tienen energía.
Y como sabemos por relatividad general eso hace que el espaciotiempo (de 5 dimensiones en este caso) sea curvo.
Pero con la condición de que si hacemos rebanadas en el mismo obtengamos cosas planas.
Notemos como los cortes verticales nos darían círculos (las branas 3+1 dimensionales en este caso) pero el espacio total es curvo.
– El punto es que para conseguir una configuración en 5 dimensiones como esta una de las branas tiene que tener energía positiva y la otra energía negativa.
Esto tiene como efecto que los gravitones, los mediadores de la gravedad, estén mucho más tiempo cerca de la brana de energía positiva que de la brana de energía negativa.
Esto significa, en palabras técnicas, que la densidad de probabilidad del gravitón está concentrada en la brana de energía positiva a la que se le suele llamar brana gravitatoria.
A la otra brana la llamaremos brana débil.
Suponemos que la brana débil es la que contiene las partículas que nos rodean y a nosotros mismo, es decir, es nuestro universo.
– Con esta situación lo que pasa es que el gravitón “pierde fuerza” al ir de una brana a la otra. Lo que implica que la gravedad en la brana débil es mucho menos intensa que la gravedad en la brana gravitatoria.
De hecho, la caída en la intensidad es exponencial y depende de la distancia entre las branas. Que sea exponencial implica que una pequeña separación entre las branas produce una gran diferencia entre las intensidades gravitatorias de las mismas.
Con esto entendemos por qué la interacción gravitatorio que nosotros sentimos es tan débil cuando debería de ser elevada.
O dicho de otro modo, por qué las interacciones no gravitatorias son mucho más potentes que la gravitatoria.
Estas interacciones están confinadas a la brana, la única que puede salir y sentir las otras branas es la gravedad.
Además sólo necesitamos que las branas estén separadas entre sí por una cantidad poco mayor que la longitud de Planck para producir el efecto deseado.
Esto no es para nada una idea alocada dentro de este contexto si no que puede ocurrir de forma natural.
En la próxima entrega hablaremos de las partículas y el Higgs en este contexto.
Nos seguimos leyendo…
