Por Jordana Dorfman
Juan Martín Maldacena,
el físico argentino, volvió a ser noticia en los diarios por haber recibido 3
millones de dólares concedidos por el premio de la Fundación Milner a la Física
Fundamental. Pero éste es sólo el último de una lista de más de 10 distinciones
desde 1997, año en que revolucionó la física teórica con su Correspondencia
AdS/CFT o Conjetura de Maldacena. La investigación se encuentra entre las más
citadas por sus colegas, que, dicho sea de paso, le dedicaron una canción en
honor a su trabajo. ¿Qué hizo para merecer esto?
Todo comienza con la
dificultad de dos grandes teorías para ponerse de acuerdo en un punto, ¡casi
literalmente hablando! Sucede que los físicos explican a partir de la
Relatividad General (de Einstein) cómo interactúan entre sí los objetos grandes
–más grandes que los átomos–, es decir, cómo funciona la gravedad, que mantiene
nuestros pies sobre la Tierra, la Tierra girando alrededor del Sol y al Sol
alrededor del centro de nuestra galaxia. Por otro lado, con la Mecánica
Cuántica explican qué interacciones rigen la vida de las partículas
subatómicas, para entender, por ejemplo, cómo se mantienen unidos protones y
neutrones dentro del núcleo del átomo.
Todo funciona bien,
hasta que se intenta aplicarlas a objetos con mucha masa (punto a favor de la
Relatividad General), pero que se encuentran comprimidos en un punto mínimo
(punto a favor de la Mecánica Cuántica), como son los agujeros negros; esas
estrellas supermasivas que al final de sus días colapsan y se comprimen por su
propio peso. No es un tema menor. Son dos teorías cuya efectividad fue
comprobada, pero que no logran unirse y hablar de lo mismo en zonas críticas,
como los agujeros negros o el principio del Universo. Y entender la gravedad en
esas circunstancias es clave. Desde hace unos 40 años los investigadores
trabajan sobre la Teoría de Cuerdas, que permitiría explicar la gravedad desde
un punto de vista cuántico. Pero las cosas aún no cerraban hasta que llegó
Maldacena con su Conjetura, que aquí explica.
–¿Qué ocurre cuando se aplica la Relatividad General a
objetos cada vez más pequeños?
–Llega un momento en que
las ecuaciones ya no tienen sentido, y no se pueden aplicar.
–Pero la Mecánica Cuántica, la reina de lo pequeño, tiene
dificultades con la gravedad, y el principio del Universo, por ejemplo. Y ahí
llega Maldacena y dice...
–Bueno ¡ahí no! Después
se desarrolló la que se llama Teoría de Cuerdas, que modifica las ecuaciones de
la gravedad.
–¿En el ámbito de la Mecánica Cuántica?
–Sí, sí. Modifica las
ecuaciones de la gravedad a distancias pequeñas y las reemplaza por otras que
tienen la propiedad de que podés calcular correcciones matemáticamente
consistentes. Una teoría esencialmente única.
–Entonces, ¿cuándo llega tu Conjetura?
–La Conjetura lo que
hace es relacionar teorías de partículas con teorías de cuerdas. O sea,
relaciona teorías de partículas interactuantes, similares a las teorías que
describen las interacciones fuertes. Y cuando tenés interacciones muy fuertes
en las partículas cuánticas, pueden dar origen a nuevos objetos y uno puede
pensar que estos objetos se mueven en un espacio de más dimensiones. En ese
espacio de más dimensiones uno tiene gravedad también, o uno tiene cuerdas y
gravedad, ésa es la relación...
El hecho de que haya
teorías que dan origen a cuerdas era conocido. Hay objetos que se comportan
como cuerdas, que son como cadenas de estas partículas que se llaman gluones, y
se ven en los experimentos y todo.
–Es decir que estableciste un vínculo, un puente.
–Y sí, la Conjetura
relaciona las dos. Estas cuerdas de la cromodinámica –que están hechas con
gluones– cuando las interacciones son grandes se comportan como cuerdas,
fundamentales en la teoría que también tiene la gravedad cuántica y que vive en
más dimensiones.
–A ver... ¿dimensiones al mejor estilo Star Trek?, ¡¿ésas
para poder visitar?!
–¡Ah!, ¡probablemente no
te permita viajar a velocidad mayor que la de la luz! Pero sí son dimensiones
extra, y dependiendo del contexto tienen distintas interpretaciones. Por
ejemplo en el caso de la cromodinámica, la dimensión extra tiene que ver con el
tamaño de las partículas; el protón tiene un cierto tamaño y si uno lo hiciera
más chico se vería como una partícula en una quinta dimensión, que siempre
tiene un mismo tamaño, pero se está moviendo en una quinta dimensión, por
ejemplo.
–¿Y esto tiene que ver con la fantasía de viajar a otras
dimensiones, o es todo tan chiquitito que no vamos a caber ahí?
–En este caso es todo
tan chiquitito que no veo cómo se puede realizar la fantasía de viajar, ¡por el
momento no sirve para viajar!
–Volviendo a la Teoría de Cuerdas y tu Conjetura, ¿se la
puede hacer “crecer” hacia la Relatividad General?
–Cuando el acoplamiento
se hace muy grande entre las partículas, la Teoría de Cuerdas se reduce a una
teoría similar a la Relatividad General.
–Esto gracias a la Conjetura.
–Sí, eso es lo que dice
básicamente. Es una Relatividad General, pero, no sé, en 5-10 dimensiones, es
una generalización –debería considerar– de la Relatividad General, no es en
4... pero también hay versiones en 4. Pero tiene las características de la
Relatividad General, hay agujeros negros, tiene un espacio-tiempo dinámico de
la misma manera que en la Relatividad General.
–Sin querer incomodarte, pregunto, ¿por qué tu trabajo es
trascendente?
–Bueno, a partir de esta
conjetura inicial muchos trabajaron este tema y lo fueron de-sarrollando más,
por eso tiene más aplicaciones este tema, gracias al trabajo de muchos otros.
Quizá la utilidad es que –había indicios antes– se entendió mejor cómo es la
relación entre los dos tipos de teorías, y se pudo usar para entender mejor
aspectos de la gravedad, como también de física de partículas, de sistemas de
partículas interactuantes.
–¿Son relaciones matemáticas?
–Sí, son vínculos entre
dos teorías bien determinadas de la matemática, es como decir que dos más dos
es igual a tres más uno. Sólo que en lugar de sumar números se suma sobre
configuraciones de partículas o sobre espacios-tiempos.
–¿Alguna vez comentaste que tu motivación es entender el
origen del Universo?
–Sí, ésa es la
motivación más importante para entender la gravedad cuántica, la versión
cuántica del espacio-tiempo. Porque, al principio del Universo, las curvaturas
eran muy grandes, las cosas ocurrían tan rápido que las ecuaciones usuales no
funcionan y hay que reemplazarlas por otras.
–En 2010, comentaste a Futuro que el Gran Colisionador de
Hadrones (HLC según sus siglas en inglés) no había generado nueva información
aún. ¿Qué ocurre dos años después?, ¿sus resultados colaboran con tu
investigación?
–Ciertamente nos ayuda a
entender cómo es la naturaleza a esas escalas. Ya se está entendiendo mejor, se
eliminaron muchas teorías alternativas, y eso va a seguir ocurriendo. En el LHC
hay un experimento que consiste en hacer chocar iones pesados –núcleos de
átomos muy grandes–, y se produce una nueva fase de la materia, que a veces se
la llama plasma de quark y gluones, que es lo que ocurre cuando uno calienta la
materia a temperaturas muy altas.
–¿En estrellas?
–No, más todavía. En
ciertos períodos, el Universo estuvo tan caliente como eso, y se estudian las
propiedades de esta nueva fase y se puede utilizar la conjetura para modelar
con ciertas teorías, para entender algunas propiedades, al menos en esas
teorías. Bueno, es más complicado, pero es un área donde se aplica un poco la
relación.
–Los hallazgos en el mundo subatómico generaron en tiempos
de Einstein, y antes también, discusiones filosóficas, además de las físicas.
¿Te interesa incursionar en esas áreas, estudiar los alcances desde lo
filosófico de tu trabajo o sólo lo concreto de la física?
–La verdad es que me
interesa lo concreto de la física.
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