Dentro del liado mundo de la Teoría de Cuerdas

Edward Witten, arquitecto principal de la Teoría de Cuerdas, trabaja en la vanguardia de las matemáticas y la física en su busca de una “teoría del todo. Matthew Chalmers se reunió con él para preguntarle cómo se siente al trabajar en un área tan enrarecida que ya es un problema simplemente hacer llegar a la gente en lo que está trabajando.

Escuchar a Ed Witten hablar sobre física puede ser un poco inquietante. Sus concisas respuestas recuerdan a pasos en una demostración lógica: su gramática no tiene fallos y sus ojos se cierran ocasionalmente cuando traduce el gran barrido de conocimiento que le ha llevado a lograr su exosférico estatus académico. Este hombre de palabras suaves te lleva a un estado de confusión mental.

Este año Witten está en Europa, en un año sabático en el laboratorio de física de partículas del CERN cerca de Ginebra en Suiza, donde se sacudirán los matemáticos de la realidad en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Cuando esto sucedía, llegó el último día de septiembre en el que el LHC se conectaría. “Ed es muy activo, por lo que es genial tenerlo por aquí”, dices Luis Álvarez-Gaume, jefe del departamento de teoría del CERN. “Es un genio, simple y llanamente”.

Tales honores no han asegurado a Witten una lujosa oficina, como descubrí cuando me encontré con él en su austero alojamiento en el CERN. No parece muy cómodo con las efusivas descripciones que a veces se le aplican – tales como el “hombre más inteligente del mundo ” o el “sucesor de Einstein”. “Créeme”, dice, “definitivamente, no soy Einstein”. Aunque estos apodos está basados en algo más que exageraciones. Durante los últimos 25 años Witten ha estando en la primera línea de los intentos por unificar las fuerzas fundamentales de la naturaleza en un único marco de trabajo – un objetivo perseguido por Einstein durante un periodo similar. Y tiene acreditados el mayor número de artículos de gran impacto que cualquier otro físico vivo.

La búsqueda de Witten – como la de Einstein – ha sido llevada a cabo en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. Einstein falló, pero Witten tiene una caja de herramientas más sofisticada a su disposición: la Teoría de Cuerdas, la cual intenta explicar todas las partículas fundamentales y fuerzas en términos de cuerdas infinitesimales oscilando en seis o siete dimensiones más allá de nuestras cuatro dimensiones familiares del espacio y tiempo. Witten ha hecho numerosas grandes contribuciones a la Teoría de Cuerdas, la más famosa en 1995 tras llegar a las ideas que generaron un marco de trabajo de 11 dimensiones más general conocido como Teoría M mientras estaba en un vuelo de Boston a Princeton.

La década de 1980 y 1990 estuvo salpicada de afirmaciones eufóricas por parte de los teóricos de cuerdas. Entonces en 2006 Peter Woit de la Universidad de Columbia en Nueva York y Lee Smolin del Instituto Perimeter para Física Teórica en Waterloo, Canadá, publicaron libros de divulgación sobre la Teoría de Cuerdas en las que se abordaba su falta de comprobabilidad y su predominancia en el mercado de trabajo para los físicos. Witten no ha leído el libro, y compara la “guerra de las cuerdas” alrededor de su publicación – que ha sido ampliamente difundida en los medios y blogs – con el alboroto provocado por el libro de 1995 The End of Science, el cual defendía que la era de los descubrimientos científicos revolucionaros había terminado. “Ni la publicidad alrededor del libro ni el hecho de que la gente perdiera interés en hablar sobre ello después de un tiempo reflejó ningún cambio en el clima intelectual subyacente”.

Tampoco afirmaría Witten que la Teoría de Cuerdas no tiene problemas. Ha pasado gran parte de su carrera estudiando posibles soluciones que surgen cuando se proyecta la teoría de cuerdas de 10 u 11 dimensiones sobre un mundo 4D. Existe un vasto número de posibles formas de hacer esto – tal vez 10⁵⁰⁰ según algunas cuentas. Pero hace una década lo que parecía un problema se convirtió en virtud a los ojos de muchos teóricos de cuerdas. Los astrónomos descubrieron que la expansión de universo se estaba acelerando. Esto sugiere que lo que nos parece espacio vacío en realidad está impregnado de una misteriosa sustancia caracterizada por un concepto ideado por Einstein conocido como “constante cosmológica”.

Witten lo reconoce como el descubrimiento más impactante desde que él está en el campo. Si esta constante cosmológica – la cual tiene un valor ridículamente cercano a cero – fuese ligeramente mayor o menor, las galaxias nunca podrían haberse formado – al menos, no como las conocemos. Con tantos modelos 4D generados por la Teoría de Cuerdas, algunos de ellos están ligados a tener una constante cosmológica pequeña pero no cero, justo como en nuestro universo – y que, continúa el argumento, también encaja con la idea de la cosmología de que nuestro universo podría ser uno entre una serie infinita de universo que forman un multiverso. Witten no está completamente de acuerdo con esta interpretación, pero lo ve como una interesante.

Este es uno de los problemas sobre el que el LHC no arrojará mucha luz de forma directa, y es improbable que Witten vea algún dato del colisionador durante su estancia en el CERN. Nueve días después de su llegada, justo cuando la máquina iba a generar sus primeras colisiones, un fallo eléctrico la cerró durante un año. Witten está claramente disgustado por habérselo perdido.

Su escenario soñado es que el LHC descubra que la física fundamental colapsa en las energías extremadamente altas del colisionador. Esto implicaría que la naturaleza es mucho más interesante de lo que habíamos pensado anteriormente que era, por ejemplo conteniendo dimensiones extra mayores, y puede que ayude a aclarar el camino para una teoría unificada de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Como poco, espera que el LHC nos dirá por qué tres de estar fuerzas – descritas con espectacular detalle en el Modelo Estándar de la física de partículas – son mucho más fuertes que la gravedad.

Para Witten, la explicación más atractica para esto sería la supersimetría. Ésta describe que cada partícula conocida tiene un primo más pesado – el cual debería ser capaz de encontrar el LHC. Dado que la supersimetría está también profundamente entrelazada con la Teoría de Cuerdas, su descubrimiento también sugeriría que Witten está en el camino adecuado en su búsqueda de una teoría unificada de la física. Esta es la visión optimista, no obstante, y Witten parece resignado ante la posibilidad de que los humanos no seamos lo bastante inteligentes para resolver la Teoría de Cuerdas. “La Teoría de Cuerdas no hace lo que la gente quiere que haga”, dice. Trabajando en la vanguardia de las matemáticas de alto nivel y la física teórica, Witten a veces genera resultados que es difícil de trasladar a otra gente. Ve algunos aspectos de su trabajo como una labor de amor que no pueden apreciarse a corto plazo.

Todo esto procedente de un graduado en arte que no hace ascos a pasar unas horas viento un partido de tenis o la Super Bowl. Witten se graduó en historia y luego tuvo algunos escarceos con la economía antes de cambiar a las matemáticas y la física. “Me di cuenta de que tenía más talento para las matemáticas y la física, pero no estaba seguro de querer seguir ese camino”, dice. El director de tesis de Witten, David Gross, quién ganó el Premio Nobel de física de forma compartida en 2004, recuerda sentirse impresionado por su estudiante, pero, como a Witten, no le gustan las comparaciones con Einstein. “El espacio de capacidades es multidimensional”, dice Gross. “En ciertos ejes, como la matemática abstracta, Witten supera a Einstein mientras que en otros Einstein está muy por delante”. Chiara Nappi, físico teórico en la Universidad de Princeton que ha estado casada con Witten durante 30 años – y que también están en su año sabático en el CERN – descarta las comparaciones como totalmente pasadas de moda. “Las técnicas han avanzado tanto que no es concebible en estos días ser capaz de hacer tu trabajo en una oficina de patentes en Berna”, dice.

Entonces, ¿está llegando Witten a una teoría unificada? Dice que el descubrimiento hace 10 años de que los neutrinos tenían masa ya es una posible prueba de que las tres fuerzas del modelo estándar se describan mediante una “gran teoría unificada” a altas energías. Reconoce que la visión más influyente de la Teoría de Cuerdas llegará de la generación más joven, pero Nappi no está tan segura. Cita un reciente estudio que demuestra que los científicos de 50 y 60 años son al menos tan productivos como los treintañeros, si no más. “Estamos planeando hacer mucho más trabajo ahora que nuestros hijos se han mudado”, dice. Es una posibilidad tremenda: Ed Witten podría estar llegando a la flor de la vida.

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Autor: Matthew Chalmers
Fecha Original: 8 de abril de 2009
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Vía Ciencia Kanija