Nobel de física 2008 – Ruptura de simetría (una explicación asimilable)

A los humanos nos encanta el confort de la simetría – las imágenes idénticas en el espejo, las alas gemelas de las mansiones barrocas, el mismo número de jugadores en ambos equipos de fútbol.

Así que en cierto modo, a todos nos sorprendió cuando los físicos dijeron que el universo se construyó en base a una ruptura de la simetría.

La creación no fue un suceso equilibrado y calmado, afirman. Esencialmente se trató de un asunto asimétrico.

De haber sido simétricas las cosas durante el Big Bang, hace 13.700 millones de años, se habrían formado cantidades iguales de materia y antimateria, como cuando uno excava un agujero en el suelo y observa que el volumen del hoyo es igual al de la tierra desalojada.

El problema es que la materia y la antimateria son enconados rivales.

Cuando una partícula de materia colisiona con su colega de carga opuesta, los dos se aniquilan entre si en una explosión de energía. Por usar de nuevo la imagen del agujero, el barro rellenaría el hoyo excavado.

Pero algo sucedió en la agitada sopa de partículas primarias del instante posterior al Big Bang. La materia le ganó la mano a la antimateria.

Gracias a este exceso de materia, tenemos las galaxias, las estrellas, la Tierra y toda la vida que hay sobre ella. Sin la consecución de esta misteriosa victoria, no estaríamos aquí.

La explicación de este enigma se encuentra en el corazón del trabajo que ha llevado a dos japoneses y a un estadounidense a ganar el Premio Nobel de Física de este año.

Sus logros, a la hora de explorar la violación de la simetría, fortalecieron y ampliaron el modelo conceptual de fuerzas y partículas fundamentales, tal y como el comité del Premio Nobel comenta en su nota de prensa.

“Cada partícula de materia posee un opositor, la partícula de antimateria”, comenta Etienne Auge, antiguo director del Instituto Nacional de Física Nuclear y Física de Partículas (IN2P3).

“Lo raro, no obstante, es que vivamos en un mundo que consista casi enteramente en materia”.

Yoichiro Nambu de los Estados Unidos, ganó la mitad del galardón por sus teorías (desarrolladas en la década de 1960) sobre “ruptura espontánea de la simetría”.

Su trabajo apuntaló la noción de que poco después de que el universo comenzara a enfriarse tras el Big Bang, surgió una única superfuerza que dio origen a tres de las cuatro fuerzas de la naturaleza conocidas hoy en día.

Estas son la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil y la fuerza electromagnética, las cuales actúan, a través de partículas mensajeras, sobre el bestiario de partículas indivisibles que conforman la materia.

Los otros dos laureados, Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa de Japón, demostraron que en ciertas condiciones, la antimateria no obedece las mismas reglas que la materia.

Descubrir la anomalía, “fue un poco como sostener un libro y mirarlo a través de un espejo, para darse cuenta entonces de que en lugar de ver la escritura invertida, se ve correctamente”, comenta Philip Diamond del Instituto Británico de Física.

Esta ruptura en la simetría solo podría explicarse por la presencia de tres familias de partículas conocidas como quarks, sugirieron Kobayashi y Maskawa. Casi tres años más tarde, su suposición se vio confirmada experimentalmente.

Aún quedan dos cosas pendientes en el Modelo Estándar, el vehículo conceptual en que se expresa a día de hoy la física de partículas.

La primera es la explicación del modo en que las partículas adquieren masa, y la segunda es una explicación para la fuerza de la gravedad.

La explicación para la masa podría venir del Bosón de Higgs, propuesta como un campo omnipresente y pegajoso que interactúa con otras partículas.

El “Higgs” es famoso por ser el objeto de deseo del recién inaugurado Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el enorme acelerador de partículas ubicado en Ginebra.

Y en cuanto a la gravedad, una de las ideas propone la existencia de una partícula llamada gravitón que transporta la fuerza.

¿Qué provoca la gravedad? Tal y como explicó el comité del Nobel ayer, “ese es el reto colosal al que se enfrentan los físicos en la actualidad”.

Traducido de Broken symmetry: Answering the solace of quantum

2 Comentarios

  1. 1 mijhail mijhail 9 Oct 2008 0 (0 Votos)

    Muy amena la explicación del trabajo de los nuevos galardonados por la Academia sueca. Excepto por esta frase, que puede dar pie a interpretaciones erróneas:
    “La creación…”
    Los próximos años serán muy emocionantes en el campo de la física, en especial cuando está en pleno funcionamiento el LHC.

  2. 2 Lobosoft Lobosoft 9 Oct 2008 0 (0 Votos)

    ¡¡Maikel, que sobra la tilde en Nobel!! :)

    Por lo demás, excelente artículo. Un saludo.

1 Trackback / Pingback

  1. meneame.net

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