Cosas de Física y sus personajes

Es curiosa la similitud que se da entre la teoría del electromagnetismo y la relatividad general; mientras que Faraday experimentó y sabía los resultados, no sabía expresarlos mediante las matemáticas, y apareció Maxwell que finalmente formuló la teoría.

Einstein, al igual que Faraday, había descubierto los principios físicos correctos, pero carecía de un formulismo matemático riguroso suficientemente potente para expresarlo (claro que Faraday no era matemático, y Einstein sí lo era). Carecía de una versión de los campos de Faraday para la gravedad. Irónicamente, Riemann tenía el aparato matemático, pero no el principio físico guía, al contrario que Einstein. Así que finalmente fue Einstein el que pudo formular la teoría con las matemáticas de Riemann.

“¡Qué extraño sería que la teoría final se descubriera durante nuestra vida! El descubrimiento de las leyes finales de la naturaleza marcará una discontinuidad en la historia del intelecto humano, la más abrupta que haya ocurrido desde el comienzo de la ciencia moderna del siglo XVII. ¿Podemos imaginar ahora cómo sería?”

Steven Weinberg

¿Es la belleza un principio físico?

La teoría de supercuerdas nos da una formulación convincente de la teoría del universo, sin embargo, el problema fundamental radica en que una comprobación de dicha teoría está más allá de nuestras posibilidades actuales. De hecho, la misma teoría predice que la unificación de todas las fuerzas ocurre a la energía de Planck, o 10¹⁶ miles de millones de electronvoltios, que como sabéis, es alrededor de mil billones de veces mayor que las energía actualmente disponibles en nuestros aceleradores de partículas.

Ya he comentado otras veces que el físico David Gross (el de más edad de los miembros conocidos como el cuarteto de cuerdas y autores de la teoría llamada la cuerda heterótica) dijo en una ocasión: “El coste de generar esta fantástica energía necesitaría el dinero de las tesorerías de todos los países del mundo juntos, y quizá no llegara. Es verdaderamente astronómico.“

Siendo así, de momento estamos condenados a no poder verificar experimentalmente este motor (parado) que haría marchar el vehículo de la física. La teoría decadimensional está paralizada en dos sentidos: el económico y técnico y el matemático. El primero por falta de dinero que nos pudiera construir aceleradores tan potentes como para descubrir la partícula de Higgs, los quarks e incluso las cuerdas vibrantes, esos previsibles y minúsculos objetos primordiales que conforman la materia. En segundo lugar, las formulaciones matemáticas complejas que, según parece, aún no se han inventado. Parece que hoy, ni siquiera Witten o Perelman conocen el secreto de los números mágicos que nos puedan llevar hasta el final del camino iniciado por Einstein y Kaluza-Klein.

Particularmente opino que la teoría de cuerdas nos dará muchas alegrías y que en ella están las respuestas a muchas preguntas que no sabemos contestar.

Dentro del mundo de la física los hay de todas las opiniones: en contra y a favor. Es famosa la postura detractora del Nobel Sheldon Glashow de Harvard; no quiere ni oír hablar de la teoría de supercuerdas a la que califica de física de teatro.

Otros muchos, la mayoría, como Murray Gell-Mann, Steven Weinberg (ambos premios Nobel) o el mismo E. Witten (medalla Field), opinan lo contrario y ven en esta teoría de dimensiones más altas el futuro de la física.

Ya sabemos que en física toda teoría debe ser verificada, una y otra vez, en uno y otro lugar, experimentalmente, obteniendo siempre el mismo resultado; es la única manera de que sea aceptada por la comunidad científica. Mientras tanto, la teoría no es fiable y queda a la espera de ser comprobada, verificada sin ningún lugar para la duda.

Pero, ¿se puede recrear la creación?

La teoría de supercuerdas trata de eso. Quiere explicarnos todos los misterios del universo a partir de ese primer momento, ¡la creación!

¿Cuántas y cuántas páginas no habré leído y escrito sobre estos temas fascinantes de los secretos del universo, las fuerzas que lo rigen, la materia de las galaxias y de los objetos que lo pueblan?

No podría decirlo. Sin embargo, hay una cosa que sí puedo decir: ¡cuanto más profundizo en estas cuestiones, cuanto más conocimientos adquiero, más fascinación siento, y desde luego, mi capacidad de asombro más crece!

Qué lástima que no se construyera el supercolisionador superconductor (SSC), que encontrara los vestigios subatómicos que mostrara una señal característica de la supercuerda, tal como la supersimetría. Aunque ni con este monstruoso SSC se hubiera podido sondear la distante energía de Planck, sí podría habernos ofrecido una evidencia muy fuerte (aunque indirecta) de la corrección de la teoría de supercuerdas.

Este supercolisionador que se hubiese completado en las afueras de Dallas, Texas, hubiera contado con un tubo gigantesco de 85 Km de circunferencia rodeado de enormes bobinas magnéticas. Lanzaría protones a velocidades muy cercanas a la de la luz, que viajarían en el sentido de las agujas del reloj y el sentido contrario, para en un momento dado hacerlos colisionar a una energía de 40 billones de electronvoltios (TeV), generando una intensa ráfaga de residuos subatómicos analizados por detectores que encontrarían partículas exóticas que hubieran arrojado luz sobre la forma esencial de la materia. Los campos magnéticos para guiar los protones y los antiprotones dentro del tubo son tan excepcionalmente grandes (del orden de 100.000 veces el campo magnético de la Tierra) que hubieran sido necesarios procedimientos extraordinarios para generarlos y mantenerlos. Además, el enfriamiento de las bobinas hasta casi el cero absoluto (-273º) y otros problemas hubieran obligado a enormes avances tecnológicos. Sin embargo, la política retiró el proyecto y nos quedamos sin la esperada partícula de Higgs, que es la que genera la ruptura de simetría y es por tanto el origen de la masa de los quarks, así que habríamos podido descubrir el origen de la masa.

Pero, como siempre pasa, al final la curiosidad por el saber no tiene límites y el avance de la ciencia no hay quien lo pueda parar, así que germinó otra idea largamente solada y por fin podemos tener el sustituto que denominamos LHC.

Me viene a la memoria que en el siglo XIX algunos científicos declararon que la composición de las estrellas estaría siempre fuera del alcance del experimento. En 1.825, el filósofo y crítico social francés Auguste Comte, al escribir el Curso de Filosofía, declaraba que nunca conoceríamos las estrellas de otra forma que como inalcanzables puntos de luz en el cielo debido a su enorme distancia de nosotros. Las máquinas del siglo XIX, o de cualquier siglo, argumentaba, no eran suficientemente potentes como para escapar de la Tierra y alcanzar las estrellas.

Así que parecía que el determinar la composición de las estrellas era imposible, y lo curioso es que casi al mismo tiempo, el físico alemán Joseph von Fraunhofer estuviera haciendo precisamente eso. Utilizando un prisma y un espectroscópio pudo descomponer la luz blanca emitida desde las estrellas lejanas y determinar la composición química de dichas estrellas. De la misma manera pudiera, en este mismo instante, estar trabajando un físico-matemático en profundizar en la teoría de supercuerdas y estar formulando otro respetable avance hacia nuestro futuro

¿Qué sería de nosotros sin la física?

Tampoco los átomos eran verificables hace dos siglos y llegaron Rutherford, Mach, Planck, Einstein, Heisenberg, Schrödinger, Feyman y tantos otros que dejaron todo el misterio al descubierto con la mecánica cuántica que nos puede facilitar datos con una precisión asombrosa.

Por eso, no puedo dejar de tener esperanzas sobre esperar la confirmación experimental de la física de la décima dimensión por métodos directos; la llave: nuestra imaginación.

emilio silvera

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