Dualità (fisica teorica)

Due teorie fisiche si definiscono duali se, una volta applicata una trasformazione matematica chiamata duale, esse hanno effetti fisicamente identici; o meglio una trasformazione duale è una mappa invertibile tra due teorie fisiche che trasforma uno stato in un altro stato preservando l'ampiezza, l'intensità e le simmetrie dell'interazione.

Le dualità oggi note sono di tre tipi: la S-dualità, la T-dualità e la U-dualità. Delle tre, la T-dualità è probabilmente la più semplice. La T-dualità è una simmetria duale che consente di cancellare le differenze tra scale di distanza grandi e piccole ^[1]; essa è la risultante della compattazione delle dimensioni spaziali extra all'interno della teoria delle stringhe^[2]. Le teorie della S-dualità e della U-dualità si possono considerare come gli elementi fondamentali di quella che viene chiamata la seconda rivoluzione della teoria delle stringhe^[3].

Ciascuna di queste dualità fornisce un metodo per convertire una teoria delle stringhe in un'altra. Nel 1995 il fisico e matematico americano Edward Witten diede inizio alla seconda rivoluzione delle superstringhe introducendo la M-teoria che unifica le teorie delle stringhe tra loro attraverso una sorta di "trama" di rapporti reciproci, detta dualità^[4]. Il concetto di dualità era già noto prima di Witten. Egli però per primo rilevò che tutte le teorie sono in connessione reciproca.