S-dualitat

En física teòrica, la dualitat S (abreviatura de dualitat fort-feble, o Sen dualitat) és una equivalència de dues teories físiques, que poden ser teories de camps quàntiques o teories de cordes. La dualitat S és útil per fer càlculs en física teòrica perquè relaciona una teoria en què els càlculs són difícils amb una teoria en què són més fàcils.^[1]

En la teoria quàntica de camps, la dualitat S generalitza un fet ben establert de l'electrodinàmica clàssica, és a dir, la invariància de les equacions de Maxwell sota l'intercanvi de camps elèctrics i magnètics. Un dels primers exemples coneguts de dualitat S en la teoria quàntica de camps és la dualitat Montonen-Olive que relaciona dues versions d'una teoria quàntica de camps anomenada N = 4 teoria supersimètrica de Yang-Mills. El treball recent d'Anton Kapustin i Edward Witten suggereix que la dualitat Montonen-Olive està estretament relacionada amb un programa de recerca en matemàtiques anomenat programa geomètric Langlands. Una altra realització de la dualitat S en la teoria quàntica de camps és la dualitat de Seiberg, que relaciona dues versions d'una teoria anomenada N=1 teoria supersimètrica de Yang-Mills.^[2]

També hi ha molts exemples de dualitat S en teoria de cordes. L'existència d'aquestes dualitats de cordes implica que formulacions aparentment diferents de la teoria de cordes són realment equivalents físicament. Això va portar a la constatació, a mitjans de la dècada de 1990, que totes les cinc teories de supercordes consistents són només casos límit diferents d'una única teoria d'onze dimensions anomenada teoria M.^[3]