Hola, muy buenas.

Soy Shalafi, el webmaster de todo este sitio web. Los más fieles lectores ya me conocerán por alguna que otra de mis esporádicas apariciones por aquí para anunciar alguna novedad técnica o por haberme puesto en contacto con ellos por correo.

Hoy vengo a anunciar que, visto el auge que recientemente han vivido los comentarios y que deriva en varias conversaciones paralelas entre los comentaristas, he implementado la posibilidad de hacer respuestas particulares a cada uno de los comentarios, para facilitar el seguir la discusión sin intercalar las paráfrasis de distinta temática.

Sin más, les animo a que usen esta nueva cualidad del blog y les insto a contactarme si encuentran algún error o dificultad en su uso.

Un saludo

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Geometría -> teoría de campos -> teoría clásica -> teoría cuántica

La Relatividad General tuvo una evolución normal y lógica, postula el principio de equivalencia y luego formuló este principio físico en matemáticas de una teoría de campos de Faraday y el Tensor Métrico de Riemann. Después llegaron las soluciones clásicas como los Agujeros Negros y el Big Bang.

Contrariamente, la teoría de supercuerdas ha estado evolucionando hacia atrás desde su descubrimiento accidental en 1968. Esta es la razón de que nos parezca extraña y poco familiar, estamos aún buscando un principio físico subyacente, la contrapartida del principio de equivalencia de Einstein.

La teoría nació casi por casualidad en 1968 cuando dos jóvenes físicos teóricos, Gabriel Veneziano y Mahiko Suzuki, estaban hojeando independientemente libros de matemáticas, figurense ustedes que, estaban buscando funciones matemáticas que describieran las interacciones de partículas fuertemente interactivas.

Mientras estudiaban en el CERN, el Centro Europeo de Física Teórica en Ginebra, Suiza, tropezaron independientemente con la función beta de Euler, una función matemática desarrollada en el S. XIX por el matemático Leonhard Euler. Se quedaron sorprendidos al descubrir que la función beta de Euler ajustaba casi todas las propiedades requeridas para describir interacciones fuertes de partículas elementales.

Según he leido, durante un almuerzo en el Lawrence Berkeley Laboratory en California, con una espectacular vista del Sol brillando sobre el puerto de San Francisco, Suzuki le explicó a Michio Kaku, mientras almorzaban la excitación de descubrir, prácticamente por casualidad, un resultado parcialmente importante. No se suponía que la física se pudiera hacer de ese modo casual.

Tras el descubrimiento, Suzuki, muy excitado, mostró el hallazgo a un físico veterano del CERN. Tras oir a Suzuki, el físico veterano no sé impresionó. De hecho, le dijo a Suzuki que otro físico joven (Veneziano) había descubierto la misma función unas semanas antes. Disuadió a Suzuki de publicar su resultado. Hoy, esta función beta se conoce con el nombre de modelo Veneziano, que ha inspirado miles de artículos de investigación iniciando una importante escuela de física y actualmente pretende unificar todas las leyes de la física.

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Como son muchos los que han pedido reactivar este apartado de mi Blog, y, por mi poarte me parece magnifico que todos cuentos más mejor, puedan participar en estas tertulias virtuales que, no por la distancia y la ausencia física dejan de ser menos interesantes, retomamos hoy esta modalidad de fijar un tema cualquiera y, hablar sobre él todo cuanto se nos pueda ocurrir, y, en esta oportunidad, el tema elegido ha sido:

—————————————-  La simetría y el Tiempo ———————————————-

Mas allá de su papel en ndar forma a las leyes que gobiernan las fuerzas de la Naturaleza, las ideas de simetría son vitales para el propio concepto de tiempo. Nadie ha encontrado todavía la definición fundamental y definitiva del tiempo pero, indudablemente, parte del papel del teimpo en la constitución del Cosmos consiste en llevar esa cuenta de lo que llamamos tiempo.

Reconocemos que el tiempo ha transcurrido al advertir que las cosas ahora son diferentes de lo que fueron entonces. Las agujas de nuestros relojes apuntan a unos números diferentes, el Sol está en una posición distinta en el cielo, las páginas de mi versión desencuadernada de la Isla del Tesoro de Julio Verne de mi juventud están más desordenadas que cuando lo compré -todo nos va dejando claro que las cosas cambian, que nada permanece igual- y, el tiempo es el que ofrece el potencial para que se produzca ese cambio que podemos observar. Parafraseando a Johon Wheeler, el tiempo es la manera que tiene la Naturaleza de impedir que todo -es decir, todo cambio- suceda a la vez.

La existencia del tiempo descansa así en la ausencia de una simetría particular: las cosas en el Universo deben cambiar de un instante a otro para que siquiera definamos una noción de momento a momento que guarde cualquier parecido con nuestra idea intuitiva. Si hubiera simetría perfecta entre cómo son las cosas ahora y cómo eran antes, si el cambio de momento a momento no tuviese más consecuencia que el cambio por girar una bola de billar, el tiempo tal como lo copncebimos normalmente no existiría. Esto no quiere decir que no existiría el intervalo espaciotemporal; podría hacerlo. Pero puesto que todo sería completamente uniforme a lo largo del eje temporal, no habría ningún sentido en el que el Universo evolucione o cambie. El tiempo sería una característica abstracta de este escenario de la realidad -la cuarta doimensión del continuo espaciotemporal- pero de lo contrario sería irreconocible.

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Todos los intentos y los esfuerzos por hallar una pista del cuál era el origen de la masa fallaron.  Feynman escribió su famosa pregunta: “¿Por qué pesa el muón?”.  Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, en absoluto completa.  Una vez potente y segura nos dice: “!Higgs¡” Durante más de 60 años los físicos experimentadores se rompieron la cabeza con el origen de la masa, y ahora el campo Higgs presenta el problema en un contexto nuevo; no se trata sólo del muón. Proporciona, por lo menos, una fuente común para todas las masas. La nueva pregunta feynmaniana podría ser: ¿Cómo determina el campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la matería?

La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son tres hechos que ponen entre dicho que el concepto de masa sea una tributo fundamental de la materia.  Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y nunca pudimos resolver; los físicos sólo se deshicieron del “renormalizándolo”, ese truco matemático que emplean cuando no saben hacerlo bien.

Ese es el problema de trasfondo con el que tenemos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas.  Hace que la historia de Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrinseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno.

La idea de que la masa no es intrinseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en laque los espines estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento. Pero ese idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.

¡Ah, una cosa más! Hemos hablado de los bosones gauge y de su espín de una unidad; hemos comentado también las partículas fermiónicas de la materia (espin de media unidad). ¿Cuál es el pelaje de Higgs? Es un bosón de espin cero.  El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el campo de Higgs de masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad.  Al Higgs se le llama a veces “bosón escalar” [sin dirección] por esa razón.

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Tal como la revolución copernicana en la astronomía, la revolución “del campo”  en la física sería un desafío al sentido común y conduciría una vez más a los científicos pioneros a “las brumas de la paradoja”.

Si Michael Faraday hubiese tenido una sólida formación matemática quizá no hubiera estado tan dispuesto a realizar su sorprendente revisión. Hijo de un herrero pobre de las afueras de Londres, Faraday tuvo que ganarse la vida desde muy niño, y se dice que en tiempos de guerra, cuando los precios eran muy altos, pasaba una semana entera con una barra de pan. Sus padres pertenecían a una reducida secta protestante escocesa fundamentalista y practicante del ascetismo que, como los cuáqueros, creía en un clero laico y se oponía a la acumulación de bienes materiales.

Faraday asistía regularmente a las reuniones dominicales y fue uno de los dirigentes de la congregación hasta el final de su vida. Los pasajes más marcados de su muy leída Biblia se hallaban en el libro de Job. Faraday prácticamente no tuvo una educación formal-“poco más que los rudimentos de lectura, escritura y aritmética que se enseñan en una escuela corriente”- pero a los trece años entró afortunadamente a trabajar en el taller de un amistoso impresor y encuadernador francés emigrado, un tal monsieur Riebau. Al principio Faraday repartía los periódicos que Riebau prestaba, y los recogía posteriormente para llevarlos a otros clientes.

Entre los libros que llegaron al taller de Riebau para ser encuadernados estaba The improvement of the Mind ( “La perfección de la mente”), del escritor de himnos Isaac Watts, cuyo sistema para el perfeccionamiento de sí mismo siguió Faraday. Llevando un diario que luego se convertiría en su famoso cuaderno de laboratorio. Un día Faraday recibió en el taller para su encuadernación un tomo de la Enciclopedia Britannica ( 3.ª ed., 1797) que contenía un artículo de 127 páginas a doble columna sobre la electricidad de un fluido y de dos fluidos, y proponía que la electricidad no era un flujo material sino un tipo de vibración, semejante a la luz y el calor. Esta atractiva sugerencia marcó el comienzo de la carrera científica de Faraday.

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