SÁBADO, 8 DE SEPTIEMBRE DE 2012
LA
CONJETURA DE MALDACENA EXPLICADA POR... MALDACENA
La Correspondencia AdS/CFT es el nombre que el físico Juan Martín Maldacena
dio a su conjetura. Desde que la planteó en 1997, se generó un avance
fundamental en el mundo de la física teórica. El investigador explica a
Futuro por qué.
LA CONJETURA DE MALDACENA EXPLICADA POR... MALDACENA
En los límites de la realidad
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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