El término " modelo bootstrap " se utiliza para una clase de teorías que utilizan criterios de consistencia muy generales para determinar la forma de una teoría cuántica a partir de algunos supuestos sobre el espectro de partículas. Es una forma de teoría de la matriz S.
En las décadas de 1960 y 1970, la lista cada vez mayor de partículas que interactúan fuertemente ( mesones y bariones ) dejó claro a los físicos que ninguna de estas partículas es elemental. Geoffrey Chew y otros llegaron incluso a cuestionar la distinción entre partículas compuestas y elementales , defendiendo una " democracia nuclear " en la que se descartara la idea de que algunas partículas eran más elementales que otras. En cambio, intentaron derivar la mayor cantidad de información posible sobre la fuerte interacción a partir de suposiciones plausibles sobre la matriz S , que describe lo que sucede cuando partículas de cualquier tipo chocan, un enfoque defendido por Werner Heisenberg dos décadas antes.
La razón por la que el programa tenía alguna esperanza de éxito era el cruce , el principio de que las fuerzas entre partículas están determinadas por el intercambio de partículas. Una vez que se conoce el espectro de las partículas, se conoce la ley de la fuerza, y esto significa que el espectro está limitado a estados ligados que se forman mediante la acción de estas fuerzas. La forma más sencilla de resolver la condición de consistencia es postular unas pocas partículas elementales de espín menor o igual a uno y construir la dispersión perturbativamente mediante la teoría de campos , pero este método no permite partículas compuestas de espín mayor que 1 y sin la fenómeno de confinamiento aún no descubierto , es ingenuamente inconsistente con el comportamiento Regge observado de los hadrones .
Chew y sus seguidores creían que sería posible utilizar la simetría de cruce y el comportamiento de Regge para formular una matriz S consistente para una infinidad de tipos de partículas. La hipótesis de Regge determinaría el espectro, el cruce y la analiticidad determinarían la amplitud de dispersión (las fuerzas), mientras que la unitaridad determinaría las correcciones cuánticas autoconsistentes de una manera análoga a incluir bucles. La única implementación completamente exitosa del programa requirió otro supuesto para organizar las matemáticas de la unitaridad (la aproximación de resonancia estrecha). Esto significaba que todos los hadrones eran partículas estables en primera aproximación, de modo que la dispersión y las desintegraciones podían considerarse como una perturbación. Esto permitió construir un modelo de arranque con infinitos tipos de partículas como una teoría de campo: la amplitud de dispersión de orden más bajo debería mostrar el comportamiento de Regge y la unitaridad determinaría las correcciones del bucle orden por orden. Así es como Gabriele Veneziano y muchos otros construyeron la teoría de cuerdas , que sigue siendo la única teoría construida a partir de condiciones generales de consistencia y supuestos suaves sobre el espectro.
Muchos en la comunidad bootstrap creían que la teoría de campos, que estaba plagada de problemas de definición, era fundamentalmente inconsistente a altas energías. Algunos creían que sólo existe una teoría coherente que requiere infinitas especies de partículas y cuya forma puede encontrarse únicamente mediante la coherencia. Hoy en día se sabe que esto no es cierto, ya que existen muchas teorías que son no perturbativamente consistentes, cada una con su propia matriz S. Sin la aproximación de resonancia estrecha, el programa bootstrap no tenía un parámetro de expansión claro y las ecuaciones de consistencia eran a menudo complicadas y difíciles de manejar, por lo que el método tuvo un éxito limitado. Cayó en desgracia con el auge de la cromodinámica cuántica , que describía mesones y bariones en términos de partículas elementales llamadas quarks y gluones .
Bootstrapping aquí se refiere a "levantarse con las propias manos", ya que se suponía que las partículas se mantenían unidas por fuerzas que consistían en intercambios de las propias partículas.
En 2017, la revista Quanta publicó un artículo en el que se decía que el bootstrap permitiría nuevos descubrimientos en el campo de las teorías cuánticas. Décadas después de que el bootstrap pareciera olvidado, los físicos han descubierto nuevas "técnicas de bootstrap" que parecen resolver muchos problemas. Se dice que el enfoque bootstrap es "una poderosa herramienta para comprender teorías más simétricas y perfectas que, según los expertos, sirven como 'señales' o 'bloques de construcción' en el espacio de todas las posibles teorías cuánticas de campos". [1]