(Ariadne GALLARDO FIGUEROA es comunicadora social y reportera de radio, especializada en la publicación de entrevistas sobre Ciencia y Tecnología)



Dr. Hector HUGO GARCIA COMPEAN
CINVESTAV: Centro de Investigación y Estudios Avanzados del I.P.N..
(Unidad México: http://www.fis.cinvestav.mx/)

Para dar seguimiento al trabajo de la entrevista con el físico teórico Francisco Carlos Larios Forte, resulta necesario adentrarnos en una explicación que es fundamental para el puntual entendimiento de la complejidad de un asunto que nos ha llevado de la física de Albert Einstein a la mecánica cuántica y sus diversas facetas, el científico Larios Forte acota:

Existen dos teorías que les llamamos "relatividad". La "relatividad general" y la "relatividad especial". La Relatividad general contiene a la Relatividad especial como una sub-teoría. La Relatividad general incluye al fenómeno de gravitación, mientras que la relatividad especial no lo incluye.

Cuando yo hable de "Mecánica Cuántica Relativista" me refería a la unión de Mecánica Cuántica con Relatividad Especial. ¿Existe la unión de Mecánica Cuántica con Relatividad General?

En este tema yo no soy experto, pero he leído en algunos libros que unir estas dos teorías no es fácil. Hay físicos teóricos que trabajan en una teoría llamada "teoría de cuerdas". Con esta teoría se intenta unir Relatividad General con Mecánica Cuántica.

Entonces me dirijo a las fuentes documentales, en la red me encuentro con: Teoría de cuerdas, de Wikipedia, la enciclopedia libre. En ella imagino que puedo aclarar el punto y descubro lo siguiente:

Actualmente, la teoría de cuerdas es la candidata más prometedora para tener una teoría unificada , (La teoría unificada, es un intento de lograr dar en una misma explicación que englobe a las fuerzas recurriendo al origen de las leyes que rigen la Naturaleza , una coherencia e interrelación directa entre ellas).

Es decir, una teoría capaz de describir todos los fenómenos ocurridos en la naturaleza debidos a las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional , la fuerza electromagnética y las fuerzas de interacción fuerte y débil . Por años, muchos físicos han soñado con tener una teoría del todo ,(En física , una teoría del todo es una teoría que unifica las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: gravedad, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil y la fuerza electromagnética , y es el objetivo de las investigaciones en la gravedad cuántica . Se han usado otros nombres anteriormente para conceptos similares, como son gran teoría unificada y teoría de campo unificado).

Respecto a lo que significa teoría de campos, entrevisté directamente al Dr. Héctor Hugo García Compean, que se dedica específicamente al estudio de teoría de cuerdas en el Cinvestav, campus México, él más adelante, en el desarrollo de este trabajo, nos dará información muy interesante sobre el tema que es parte de su preocupación científica, de momento base con esclarecer lo que nos comentó sobre este asunto:

R.- La teoría de campos hace una descripción cuántica y relativista de las partículas

Continuamos con lo descubierto en la página Web de Wikipedia:

Una teoría del todo es necesaria para explicar fenómenos tales como el big bang o singularidad gravitacional en las que las teorías corrientes de relatividad general y mecánica cuántica no las explican. Motivaciones teóricas para encontrar una teoría del todo incluyen la creencia platónica de que la naturaleza última del universo es simple y que los modelos corrientes de universo tales como el modelo estándar no pueden ser completados debido a que son demasiado complicados.

Ésta se ha negado principalmente porque la gravedad es la que se ha resistido a expresarse en forma cuántica , algo que se conoce como gravedad cuántica. Se sabe que existen teorías que han unificado algunas fuerzas, como por ejemplo la teoría electro-débil ó, más aún, el modelo estándar (una teoría cuántica de campos ), Con lo cual sí se describen los fenómenos con resultados aceptables, pero con la excepción notable de la gravedad.

Es bueno adentrarnos en la reflexión al respecto de uno de los gurús de la física -nos insta a conocer de él, García Compean- el estadounidense Edward Witten. es respetado por muchos colegas y por no pocos matemáticos (cuya Unión Internacional le concedió en 1990 la prestigiosa Medalla Fields, algo así como el Nóbel de matemáticas que no concede la Academia sueca), es la figura más destacada en el campo de las supercuerdas, un complicado entramado teórico que supera el gran contrasentido de que las dos vertientes más avanzadas de la física, la teoría relativista de la gravitación y la mecánica cuántica, sean incompatibles pese a que cada una por separado están archidemostradas.

Ningún físico se siente cómodo con este divorcio recalcitrante, aunque no todos tienen la misma confianza en esta concepción de las supercuerdas, en que las partículas elementales (electrones, quarks, etcétera) son modos de vibración de cuerdas de tamaño inimaginablemente pequeño que exigen un universo con 11 dimensiones en lugar de las cuatro que palpamos. Las supercuerdas están en ebullición desde que hace 10 años Witten dio un fuerte empujón a toda la cuestión al sintetizar brillantemente ideas que estaban en el ambiente, empujón que ha desembocado en la denominada teoría M.

M de Magia, misterio y matriz, como tituló Witten la charla que dio en la reunión de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS), en Filadelfia, a pocos kilómetros del Instituto de Estudios Avanzados (Princeton), donde trabaja. En una sala abarrotada, unas 150 personas escucharon a Witten en Filadelfia con la concentración que exige seguirle, pero también con admiración que culminó con no pocas peticiones de autógrafos, algo muy poco corriente en una reunión científica.

Ahora me pregunto: ¿Por qué hablar de gravedad cuántica, sí esta no es posible en base a los conocimientos que se tienen como base? Independientemente de que exista la explicación de las supercuerdas que lleva el análisis a dimensiones cuyas soluciones no sé sí son aplicables en algo específico a la fecha.

El científico García Compeán abunda sobre el asunto:

R. Hablar de gravedad cuántica es básicamente unificar la mecánica cuántica y la relatividad general de manera que sean compatibles. Es muy difícil lograr esto con algún sentido y la teoría de cuerdas lo logra. Ahora ¿por qué pensar que la gravitación puede existir como una teoría cuántica si no hay evidencia experimental para ello?

Así mismo nos recuerda lo dicho por Witten en aquella reunión: Porque la gravedad está ahí, en la naturaleza.

Esto quiere decir que si la gravitación existe, entonces esta debe ser compatible con la mecánica cuántica también (como las otras 3 interacciones) si no fuera así, entonces se podría usar la interacción gravitacional para violar los principios de la mecánica cuántica como el “principio de incertidumbre de Heisenberg'' y esto haría de la mecánica cuántica una teoría inconsistente.

Nos adentramos de nueva cuenta en el texto de Wikipedia: La teoría cuántica de campos (QFT por Quantum Field Theory) es un intento de aplicar las reglas cuánticas a los campos continuos de la Física , como por ejemplo, el campo electromagnético, así como a las interacciones entre estos y el resto de la materia. Proporciona así un marco teórico usado extensamente en física de partículas y física de la materia condensada . En particular, la teoría cuántica del campo electromagnético , conocida como electrodinámica cuántica , fue el primer ejemplo de teoría cuántica de campos que se estudió y es una de las teorías bien probadas y más acertadas de la física. Los fundamentos de la teoría de campos cuántica fueron desarrollados entre el fin de los años 20 y los años 50, notablemente por Dirac , Fock , Pauli , Tomonaga , Schwinger , Feynman , y Dyson ).

Con relación a este párrafo, ¿Podríamos contar con un ejemplo de electrodinámica cuántica ? García Compeán nos dice:

R. La electrodinámica cuántica es en si ya un ejemplo de teorías cuánticas de campos (es quizás el ejemplo mas sencillo). Es la cuantización del campo electromagnético y de su interacción con la materia, por ejemplo el electrón. Las predicciones que se obtienen de allí han sido verificadas experimentalmente en los grandes aceleradores con una precisión sorprendente. Basta comparar el valor de la constante de la estructura fina teórico (predicho por la electrodinámica cuántica) y su valor experimental.

Aclarando el punto, podemos decir que la electrodinámica cuántica no predice el valor de la "constante de estructura fina" (que es esencialmente la carga del electrón), del mismo modo que no predice la masa del electrón. De todos modos, para obtener un valor experimental tan preciso de esa constante, es necesario tener bajo control una cantidad importante de efectos tanto experimental como teóricamente, y eso sería imposible sin la electrodinámica cuántica.

En el material de Wikipedia, leemos:

Según las investigaciones actuales en la física teórica, no es recomendable trabajar con la idea de partícula puntual para lograr unificar a la fuerza gravitatoria con las otras tres; cuando se hace esto, se llega a algunas inconsistencias internas dentro de la teoría. Para solucionar esto, se ha introducido la idea de considerar a las partículas ya no puntuales, sino más bien como objetos unidimensionales: una cuerda. En este panorama estamos hablando en un mundo donde las energías son muy altas, del orden de la energía de Planck.

La versión “final'' de la mecánica cuántica (como la conocemos hoy en día) fue de W. Heisenberg, E. Schrodinger y P.A.M. Dirac (1926).

En algunos otros textos sobre física, leemos sobre la importancia al respecto del científico Max Born por su contribución a la mecánica cuántica, muchos físicos afirman que una parte fundamental de la misma, le pertenece... Él es el que descubrió la interpretación probabilística de la mecánica cuántica, que hasta ese momento era un conjunto de reglas sin mucho sentido. Por ese descubrimiento (hecho en los 1920’s) le dieron el premio Nóbel en 1954. Por otra parte, es el abuelo de Olivia Newton John (la hija de Max Born se casó con un australiano, y allá tuvo a su hija, Olivia).

No está de más mencionar también a Wolfgang Pauli, otro creador de la mecánica cuántica moderna, amigo de Heisenberg, y uno de los físicos fundamentales de la primera mitad del siglo XX. Por su descubrimiento del "principio de exclusión de Pauli" (en los 1920’s), que es uno de los postulados fundamentales de la mecánica cuántica, le dieron el Nobel en 1945.

Se dice que Pauli era un sujeto que solía ser muy sarcástico y difícil de tratar. Su primera esposa lo abandonó poco tiempo después de casarse, lo que le produjo una neurosis. A punto tal que en una ocasión lo echaron literalmente a golpes de un restaurante... Sin embargo, era enormemente famoso como físico desde muy joven, más adelante se hizo paciente de Carl Jung, el famoso psicoanalista alemán.

Los dos, Pauli y Born, hicieron muchas otras contribuciones importantes a la mecánica cuántica en la década 1920-1930.s

Hay una serie de acciones a seguir en diversos campos del saber que nos llevan al descubrimiento de la influencia de la física en el desarrollo de la ciencia.

ALGUNAS PROPUESTAS PARA EL FUTURO DE LA CIENCIA Y EL DESAHUCIO DE ALBERT EINSTEIN

Resulta necesario continuar con la entrevista para dar pie a algunos de los datos que más adelante descubrimos que analiza la NASA, pero antes abundaremos más en el pensamiento de Edward Witten, por lo cual interrogamos al Dr. García Compean: ¿Cómo sería posible expresar una cuerda en cuanto a valor de energía?

R. En la física de partículas que menciona el Dr. Larios, se mide la energía total de una partícula libre por medio de de su momento cinético y su masa en reposo. Para una cuerda ya no existe propiamente la definición de masa sino la de tensión = masa/longitud (masa por unidad de longitud). La energía total de una cuerda entonces depende de la tensión de la cuerda.

Dentro de la reflexión del texto de Wikipedia, anotamos: Esta idea está permitiendo explicar la gravedad en forma cuántica, junto con las otras fuerzas, y está dando todo un gran campo de investigación dentro de la física teórica, y también en matemáticas. La teoría de supercuerdas está fundamentada en 11 dimensiones y es súper simétrica, no ha contradicho ninguna de las teorías físicas existentes, y mejor aún, tiene en su interior a las cuatro fuerzas fundamentales, lo que significa tener una teoría unificada, sin embargo, no ha hecho una predicción concreta, debido a que tiene un número muy grande de soluciones y todavía no se entiende en gran detalle la dinámica de la misma, pero sí se tienen excelentes postdicciones: la gravedad y el modelo estándar. La teoría de supercuerdas es algo actual, en sus principios (mediados de los años ochenta) aparecieron unas cinco teorías de cuerdas, las cuales después fueron identificadas como límites particulares de una sola teoría: la teoría de supercuerdas, también conocida como Teoría M. Por último, mencionaremos que los diversos límites de la Teoría M contienen no sólo cuerdas, sino además una variedad de objetos no perturbativos, extendidos en varias dimensiones, que se llama colectivamente branas . Hasta aquí, es sólo una breve explicación de lo que es la teoría de supercuerdas, una teoría que busca la unificación en la física. Después de lo dicho, nos interesaremos en conocer la dinámica de algunas cuerdas abiertas y cerradas, con el objetivo de entender y buscar soluciones clásicas para estas cuerdas relativistas moviéndose en un espacio de Minkowski, es decir en el espacio-tiempo.

Cabe señalar lo que al respecto dice Edward Witten, cuando le interrogaron sobre esta teoría, precisamente de esta forma:

¿Puede explicar a los no científicos qué es esta teoría?

Lo que hace que la teoría de supercuerdas sea tan interesante es que el marco estándar mediante el cual conocemos la mayor parte de la física es la teoría cuántica y resulta que ella hace imposible la gravedad. La relatividad general de Einstein, que es el modelo de la gravedad, no funciona con la teoría cuántica. Sin embargo, las supercuerdas modifican la teoría cuántica estándar de tal manera que la gravedad no sólo se convierte en posible, sino que forma parte de ella, es inevitable.

En esta parte del texto me pregunto, sí acaso las branas, son supercuerdas que pueden interactuar en varios campos al mismo tiempo y de ser así, ¿cómo se explica su energía gravitatoria?

Ante todo conozcamos el término “brana”, como nos señala el Dr. García Compean:

El término proviene de un anglicismo, brane, para los físicos se transforma la palabra, membrana en brana.

R. Las D-branas son objetos extendidos en donde se pueden encajar los extremos de las cuerdas abiertas. Son objetos multidimensionales que pueden vivir en espacios con dimensión mayor o igual a la dimensionalidad de la brana. Como son objetos con tensión también tienen energía y por lo tanto considerarse como materia que es fuente de gravedad.

Ante la complejidad del asunto recordemos una de las preguntas elaboradas a Witten:

¿Qué visión tiene del universo un físico como usted que trabaja en un campo tan teórico?

Puedes estudiar el universo de muchas maneras: observar con un telescopio o salir y mirar al cielo... Y también puedes utilizar las supercuerdas, o podrás algún día, para tener una visión más profunda. Puedes sentir la maravilla del universo sin una preparación científica, pero el nivel de apreciación de la naturaleza, la fascinación, viene de comprender mejor.

Por otra parte es interesante señalar que los científicos de la NASA, son grandes divulgadores de ciencia y tratan de darnos respuestas sobre asuntos que nos resultan complejos, por ejemplo, en su página de divulgación científica comentan: Expertos en física y científicos, están a punto de realizar experimentos en el espacio para comprobar la exactitud de la "teoría de la relatividad" de Albert Einstein.

Para tal fin, enviarán próximamente relojes de ultra-precisión a la Estación Espacial Internacional (EEI) con los que pretenden verificar una de las principales elaboraciones teóricas del siglo XX.

Según Einstein si un objeto se mueve a una velocidad uniforme, sin importar cuán rápido o en que dirección, las leyes de la física y la velocidad de la luz son siempre las mismas.

De tal modo, si dejamos caer una moneda, la caída siempre será en forma perpendicular, ya sea que estemos quietos en un lugar fijo o viajemos en un tren de alta velocidad.

Recientes teorías han sugerido que el concepto de relatividad no siempre se podría aplicar y que podría producirse cambios en los valores de espacio y tiempo que no se podrían medir en la atmósfera terrestre.

Debido a esto, los científicos tratan de averiguar si la teoría se puede aplicar en el espacio sideral, para lo cual piensan observar muy de cerca el comportamiento de relojes de extrema precisión.

Si el pensamiento de Einstein era correcto -sostienen- el ritmo de los relojes será idéntico y constante sin interesar el lugar o la posición en que se ubiquen estos instrumentos.

En caso contrario, se podrán notar diferencias en algunos minutos entre ellos, pero para estar seguros de esto -advierten- quizás haya que esperar varios años.

En datos proporcionados por las páginas de la NASA podemos leer por ejemplo:

Existen dos formas de explicar la naturaleza y comportamiento del espacio, tiempo, materia y energía que actualmente existe: La Relatividad de Einstein y el “Modelo Estándar” de mecánica cuántica. Ambos son extremadamente eficaces. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS), por ejemplo, no sería posible sin la Teoría de la Relatividad. Los ordenadores, las telecomunicaciones e Internet, sin embargo, se desprenden de la mecánica cuántica.

La relatividad explica la gravedad y el movimiento a base de unir el espacio y el tiempo en una tela elástica de realidad dinámica de 4 dimensiones llamada espacio-tiempo, la cual se curva y se comba por la energía que contiene. (La masa es una forma de energía, por lo tanto crea gravedad y comba el espacio-tiempo). La mecánica cuántica, por el contrario, asume el espacio y el tiempo como un “estado” inmutable y plano en el cual se revelan una suerte de distintas familias de partículas (algo que la relatividad no permite), y las interacciones entre esas partículas explican las fuerzas básicas de la naturaleza con la manifiesta excepción de la gravedad.

Estas dos teorías han estado en punto ‘muerto’ durante décadas. La mayoría de los científicos asumen que, de algún modo, con el tiempo, una teoría unificadora será desarrollada y sustituirá a las dos, mostrando que la realidad de cada una de ellas puede ajustarse eficazmente en una estructura de realidad simple y que abarque todo. Tal “Teoría del Todo” afectaría profundamente a nuestro conocimiento del nacimiento, evolución y destino final del universo.

A simple vista para un lector que no sea especialista en la materia este desarrollo de los conocimientos se aleja de lo común, sin embargo, forma parte de una dinámica que nos acerca al futuro y de la cual participamos de alguna u otra forma la sociedad al reconocernos en los descubrimientos que nos han alentado a seguir adelante y a muchos de los humanos a pensar en una forma distinta de convivencia en el futuro lejano.

Ahora volvamos a una interrogante planteada a Edward Witten:

Se ha señalado que esta teoría puede ser muy bella, pero que está lejos de poder ser demostrada con experimentos, que haría falta para ello alcanzar energías que por ahora no se pueden ni soñar.

El hecho de que la gravedad sea una predicción de las supercuerdas es una pista importante a favor de esta teoría. Por otra parte, las supercuerdas originan la idea de la supersimetría, considerada uno de los grandes descubrimientos en física. Pues bien, los países europeos van a construir el nuevo acelerador de partículas LHC en el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas, junto a Ginebra), y en él se buscará esta supersimetría. Una teoría que implica la gravedad y que predice la supersimetría está muy bien.

Una pregunta similar elaboro a García Compean y esto nos responde:

R.- Al seguir construyendo máquinas más potentes y más grandes vamos a escudriñar distancias cada vez más pequeñas y con ello podríamos llegar al conocimiento de posibles nuevas partículas.

En el desarrollo de esta investigación para esclarecer el asunto de la teoría de cuerdas, en visita al Cinvestav, campus México, se dieron otras preguntas para García Compean que resultan de un valor especial:

Adentrarse en la teoría de cuerdas es parte de la preocupación e interés primordial del Dr. García Compean, quien considera es un tema actual y al mismo tiempo uno de los terrenos que cuenta con problemas abiertos, donde al trotar de unificar mecánica cuántica con gravedad, el asunto resulta candente para muchos físicos y, el problema más importante de la física teórica para muchos.

Encontrar el camino hacia la compatibilidad de los elementos que antes mencioné resulta fundamental.

LA CIENCIA EN NUESTRO PAIS, MEXICO, UNA PARTE FUNDAMENTAL DEL ÁMBITO INTERNACIONAL

Seguimos con comentarios fundamentales del físico Héctor Hugo García Compean en el Cinvestav, México sobre el trabajo que desarrolla en su línea de investigación que es básicamente la teoría de cuerdas.

¿Dentro del terreno de Cinvestav nacional cuantos científicos se unen a sus intereses y de qué manera se generan las discusiones en torno al tema?

Hay varios grupos de investigación y todos son complementarios, de alguna y otra forma, los que trabajan física experimental, realizan sus prácticas en los grandes laboratorios, esto incluso los hace viajar a Estados Unidos o Europa, donde básicamente obtienen resultados de la estructura y micro estructura de la materia, pero todos seguimos de cerca estos experimentos, en los ámbitos teóricos se conjunta el análisis de cada trabajo y se puede de esta forma ir formulando modelos acerca de las observaciones, tanto para comprobación como interpretación de resultados.

Aceleración de electrones es algo que para el común denominador de la gente se antoja complejo, así mismo no se ve cuál sería la función práctica de un aparato de tales dimensiones, ¿qué nos puede decir al respecto?

Bien le puedo decir que no hay que ir muy lejos para darnos cuenta que la aceleración de electrones lo podemos encontrar en los cinescopios de las televisiones y los monitores de las computadoras, son invenciones de finales del siglo XIX, cuando empezaban los científicos a chocar electrones contra blancos fluorescentes, son experimentos de frontera de finales del siglo que le menciono, que ahora mismo conviven con nosotros cotidianamente en cada aparato televisivo o de computo con el cual trabajamos hoy día.

Una situación análoga son ahora los grandes aceleradores, aunque una situación directa de estos, no se vislumbra en el corto plazo, con toda seguridad la habrá. Mientras tanto, aunado al desarrollo de dichos aceleradores, hay gran cantidad de desarrollos tecnológicos cada vez más veloces y sofisticados a la prueba con diversos sistemas con materiales superconductores. Por ahora, puedo decirle que estamos preocupados en obtener resultados en el aspecto teórico, tratando de determinar los fenómenos involucrados en todos aquellos procesos que siguen las partículas elementales conocidas y también buscar partículas nuevas. El beneficio práctico de los aceleradores vendrá de manera natural más tarde.

En el caso del Laboratorio CERN en Suiza, se buscará la existencia de nuevas partículas que son de importancia teórica fundamental conocidas como partículas supersimétricas, A veces no hay energías accesibles para encontrarlos, pero el avance que se ha dado al ir barriendo todo el espectro de energías, nos ha permitido reconocer que es necesario contar con tecnología cada vez más sofisticada, máquinas muy grandes para poder hacer recorrer a los electrones distancias de choque cada vez mayores, de decenas de kilómetros y al mismo tiempo con velocidades más altas, con afán de hacerlos colisionar y discernir distancias cada vez más pequeñas en el segmento del recorrido.

Para los griegos el átomo era una unidad indivisible. Hoy en día esos “átomos”, los conocemos como partículas elementales. Estas componen toda materia que conocemos y se dividen en leptónes y quarks, Varias veces en la historia de la física hemos pensado que finalmente encontramos dichos átomos, Por ejemplo, se pensaba en el núcleo atómico como indivisible. Posteriormente nos dimos cuenta que el núcleo era compuesto de protones y neutrones y, que estos tampoco son indivisibles, sino que se componen de quarks.

Así la pregunta sí los leptones y quarks, que ahora son elementales, no estarán realmente compuestos de otras partículas nuevas que aún no observamos, es una de las preguntas más importantes de la física de partículas elementales.

Se me antoja pensar en la astrofísica como uno de los campos a los cuales va a enriquecer mucho todos estos descubrimientos, como por ejemplo el empleo de un haz de luz que puede medir distancias de diversas estrellas con relación a nuestro propio espacio … Asunto que a muchos se nos antoja un elemento de la ciencia ficción, ¿qué nos puede decir al respecto?

De hecho eso existe, un ejemplo muy concreto es la Luna, los astronautas que visitaron nuestro satélite colocaron espejos en su superficie y se han lanzado lasérs hacia allá para poder medir la distancia que hay entre nuestro satélite y La Tierra, al rebotar el haz lumínico podemos conocer con absoluta precisión la distancia de la tierra a la luna y sus variaciones.

De hecho, hay indicaciones de la edad media, de registros realizados por monjes de aquella época, que vieron una explosión en la superficie lunar, al parecer un trozo de cometa, del cual a la fecha con el sensor de espejos se ha podido corroborar que La Luna se balancea en forma oscilatoria como sí hubiera sido golpeada por un objeto hace 500 años, por tanto esa hipótesis del choque del cometa con La Luna, se puede verificar, el tambaleo del astro se puede checar por medio de la medición de láser -reitera el físico García Compean- no podemos negar que el siguiente paso es Marte, que por el momento sólo ha sido visitada por robots, pero es una escala interesante para futuras investigaciones, -afirma el profesional-

¿Cuál sería la perspectiva de la teoría de cuerdas, qué posibilidades encuentra?

Al trabajar en teoría de supercuerdas, la pretensión es la unificación de todas las interacciones, esto no es claro que se vaya a lograr aún teóricamente en un futuro cercano, más aún porque la teoría funciona a un régimen de energía muy grande, tanto que sólo ocurrió al principio de la gestación del universo, por lo cual recrear este tipo de panoramas, nos limita tecnológicamente para hacerlo.

¿Podría decirnos un ejemplo de dicha magnitud?

El big-bang por ejemplo, para lo cual se requeriría de un acelerador de partículas que corroborara este fenómeno o la comprobación de la teoría de cuerdas; el tamaño del aparato, tendría que tener la dimensión del sistema solar… Estamos lejísimos de poder establecer un experimento así.

Por eso el principal criterio de la teoría de cuerdas se fundamenta en la consistencia matemática, hoy en día, sin embargo hay pocas teorías cuyo fundamento podría consolidarse en el futuro, ya que poder discernir o discriminar entre una y otra, requiere del experimento y eso es, le repito, imposible en el futuro cercano.

Es importante que tengamos algo, aunque esté equivocado, pero que apunte hacia lo consistente y concreto. Permítame aclararle que el término equivocado en ciencia no significa inútil, ya que una teoría equivocada puede ser extremadamente útil para dar el siguiente paso, es decir serviría como un paso intermedio, no como una teoría final.

Explíqueme la diferencia entre teoría de campos y de cuerdas

Ambas están estrechamente relacionadas, la teoría de campos hace una descripción relativista de las partículas y la segunda considera que los objetos fundamentales no son cero dimensionales, como las partículas puntuales, sino objetos extendidos.

¿Es aquí donde podemos explicarnos el término de las branas o membranas?

En la primera etapa denominada revolución e la teoría de supercuerdas, en los 80’s ante la posibilidad de establecer una teoría de gravedad cuántica, se encontraron cinco teorías de cuerdas, que eran teorías cuánticas de la gravedad consistente, es decir que tanto gravitación como mecánica cuántica fuesen compatibles, lo cual permitía una relación estrecha con la física de los modelos de gran unificación, denominadas teoría heterótica. Se dedujo en a través de una teoría de cuerdas, tomando en cuenta que esta era la extensión mínima, después de la partícula y así mismo de la cuerda.

Pero parte de los descubrimientos realizados a partir de 1995, etapa conocida como “Segunda revolución de la teoría de cuerdas”, aprendimos que cuando se generaliza la teoría de cuerdas, ve que al régimen no perturbativo - que define para valores grandes de ciertos parámetros- notamos que la descripción mediante cuerdas es distinguida sólo para valores pequeños de los parámetros. En general hay toda una democracia de objetos multidimensionales llamados branas conviviendo entre sí y satisfaciendo nuevas propiedades y simetrías.

¿Cómo describiría la unificación, que tan valorada resulta en este campo?

La unificación no es sólo la unión de las respectivas teorías y sus propiedades, sino que genera una teoría que además posee nuevas propiedades. Por unificación se entiende un marco conceptual y matemático que englobe dos o más teorías distintas y las incorpore como diferentes límites de ese campo más general.

¿Albert Einstein incursiono en la búsqueda de la unificación?

La fuerza eléctrica y gravitacional tienen gran semejanza entre sí, pero hay diferencias esenciales, tales como que la primera tienen dos tipos de cargas eléctricas, mientras la gravitación solo permite la existencia de masas positivas.

Cabe la explicación para señalar que Albert Einstein dedicó sus últimos años a la búsqueda de una teoría unificada y tuvo éxito parcial, pero la primera unificación se dio no con la gravitación, sino a partir del electromagnetismo, con al fuerza débil y se la conoce como ‘teoría electrodébil’, la efectuaron en los 60’s S. Glashow, A. Salam y S. Weinberg, lo que conformó más adelante el modelo estándar de la física de partículas elementales, cuya verificación precisa se realizó en los laboratorios de CERN, DESY, Fermilab y SLAC, entre otros.

¿En qué momento la gravedad entre al terreno de la unificación?

La gravedad ha resistido todos los intentos de ser unificada. Esa fuerza viene descrita por la teoría general de la relatividad de Einstein y tiene una naturaleza esencialmente geométrica, se entiende como la curvatura del espacio-tiempo alrededor de un objeto masivo, donde la materia deformará el espacio tiempo, con mayor intensidad a distancias más cercanas.

De esta forma concluyo un trabajo que sin duda merece por parte de los físicos un seguimiento puntual y que en lo particular me parece de suma importancia, ellos en sus cubículos de investigación y los sitios experimentales, darán cuenta de cada avance que en la materia de teoría de cuerdas y supercuerdas se genere y que formará parte del reto futuro hacia campos más sofisticados del saber.