la fórmula inesperada

Normalmente, en una teoría como la relatividad, uno empieza con principios físicos fundamentales; más tarde, estos principios son reducidos a una serie de ecuaciones básicas clásicas y, finalmente, se calculan las fluctuaciones cuánticas de estas ecuaciones. La teoría de cuerdas evolucionó hacia atrás, empezando con el descubrimiento accidental de su teoría cuántica; los físicos todavía se preguntan qué principios físicos pueden guiar la teoría. El origen de la teoría se remonta a 1968, cuando dos jóvenes físicos del laboratorio nuclear del CERN, en Ginebra, Gabriele Veneziano y Mahiko Suzuki, hojeaban independientemente un libro de matemáticas y se encontraron con la función de Euler Beta, una oscura expresión matemática del siglo XVIII, descubierta por Leonard Euler, que parecía describir el mundo subatómico. Se quedaron asombrados contemplando aquella fórmula matemática abstracta que parecía describir la colisión de dos partículas mesón a energías enormes. El modelo Veneziano pronto creó sensación en la física y de él derivaron literalmente cientos de artículos que intentaban generalizarlo para describir las fuerzas nucleares. En otras palabras, la teoría se descubrió por puro accidente. Edward Witten, del Instituto de Estudios Avanzados (que muchos creen que fue el motor creativo de los asombrosos avances de la teoría), ha dicho: “Por derecho propio, los físicos del siglo XX no deberían haber tenido el privilegio de estudiar esta teoría. Por derecho propio, la teoría de cuerdas no debería haber sido inventada”. (…) Como las partículas subatómicas no pueden verse ni siquiera con nuestros mejores instrumentos, los físicos han recurrido a un método brutal pero eficaz para analizarlas, haciéndolas colisionar con energías enormes. Se han gastado miles de millones de dólares para construir grandes «colisionadores de átomos» o aceleradores de partículas, que tienen muchos kilómetros de diámetro y que generan rayos de partículas subatómicas que colisionan unas con otras. Los físicos analizan después, meticulosamente, los restos de la colisión. El objetivo de este proceso exasperante y arduo es construir una serie de números, llamados “matriz de dispersión” o “matriz S”. Este conjunto de números es crucial porque codifica en su interior toda la información de la física subatómica; es decir, si se conoce la matriz S, pueden deducirse todas las propiedades de las partículas elementales. Uno de los objetivos de la física elemental es predecir la estructura matemática de la matriz S para las interacciones fuertes, un objetivo tan difícil que algunos físicos creían que superaba los conocimientos de la física. Es fácil imaginarse la sensación causada por Veneziano y Suzuki cuando simplemente dedujeron la matriz S hojeando un libro de matemáticas. El modelo era un “bicho” completamente distinto de lo que se había visto hasta entonces. Normalmente, cuando alguien propone una nueva teoría (como la de los quarks), los físicos intentan retocarla, cambiando parámetros simples (como las masas de las partículas o las fuerzas acopladas). Pero el modelo Veneziano estaba tan bien construido que la mínima perturbación en sus simetrías básicas arruinaba toda la fórmula. Como en una pieza de cristal delicadamente trabajada, cualquier intento de alterar su forma la rompía. De los cientos de artículos que modificaron trivialmente sus parámetros, destruyendo de este modo su belleza, no ha sobrevivido ninguno. Los únicos que todavía se recuerdan son los que intentaban entender por qué la teoría funcionaba; es decir, los que intentaban revelar sus simetrías.

KAKU MICHIO
“Universos paralelos”