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2 Unificando la física de partículas con la cosmología del universo primordial

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José Bernabéu y Adolfo Plasencia


José Bernabéu. Fotografía de Adolfo Plasencia

En la última década hemos descubierto que el 95 % de la materia y la energía del universo es desconocido para nosotros: es materia oscura y energía oscura.

El descubrimiento del bosón de Higgs, anunciado en el CERN en la primera semana de julio de 2012, permanecerá siempre en los anales de la ciencia como un gran hito científico.

José Bernabéu

José Bernabéu es profesor emérito del Departamento de Física Teórica y del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de la Universitat de València y el CSIC. Tras doctorarse en Física (con Premio Extraordinario) por la Universitat de València en 1970, fue miembro del personal investigador del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), en Ginebra, hasta 1978. Posteriormente, fue catedrático de Física Teórica de la Universidad de Barcelona y después de la Universitat de València.

Su trabajo de investigación en el ámbito de la física de partículas elementales se ha centrado, principalmente, en el campo de las interacciones electrodébiles unificadas, dentro y más allá de la teoría estándar. Sus resultados sobre los efectos de no desacoplamiento de nueva física en teorías con ruptura espontánea de la simetría, mediante el mecanismo responsable del origen de la masa y del bosón de Higgs, han sido muy influyentes. Otras áreas en la que su trabajo ha logrado reconocimiento internacional es la física de neutrinos y las asimetrías materia-antimateria y bajo inversión temporal.

Entre sus galardones y honores se encuentran la Orden Alfonso X el Sabio; ser nombrado académico de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Argentina, de la Real Academia de Ciencias de España y de la Real Academia de Medicina de la Comunidad Valenciana; el Premio Rey Jaime I de Investigación Básica (2008); y la Medalla de la Sociedad Española de Física-Premio BBVA (2011).

Adolfo Plasencia: José, muchas gracias por encontrar el tiempo para verme.

José Bernabéu: El placer es mío.

A. P.: Christopher Llewellyn Smith, exdirector general del CERN, dijo una vez que «Nuestro proyecto, claramente, tiene una dimensión espiritual, algo que tiene que ver con nuestros sentimientos, con la pregunta sobre cuál es nuestro lugar en el universo y sobre qué es aquello de lo que estamos hechos…».

¿Encontrar el bosón de Higgs también tiene una dimensión espiritual? ¿Qué es lo que sientes al respecto?

J. B.: Por supuesto. El ser humano siempre ha estado interesado en las grandes cuestiones sobre la existencia humana. Podemos, con preguntas bien planteadas, entender la naturaleza. Este tipo de preguntas son las que han conducido, desde el punto de vista de la civilización occidental basada en la antigua cultura de los griegos, a eso que llamamos teoría del conocimiento, la epistemología, como lo ha intentado también la religión en otros aspectos. Creo que la curiosidad por conocer ha sido el motor que está detrás del desarrollo del pensamiento y la razón por la que, hace quinientos años, apareció la ciencia moderna con una metodología bien definida. La ciencia pretende, compaginando la teoría con la experimentación, conseguir un método por el cual podamos preguntar a la naturaleza cuáles son los secretos que contiene y reducirlos a ciertas leyes, en unos comportamientos regulares concretos. Esto es lo que define el avance del conocimiento. Y ello, efectivamente, tiene un componente epistemológico o de filosofía natural. Ese componente está asociado con la curiosidad humana sobre las grandes preguntas, que siempre han estado presentes y que ahora están canalizadas a través de la ciencia moderna, o lo que llamamos el sistema científico.

El descubrimiento del bosón de Higgs es, evidentemente, uno de los grandes hitos en el avance de la ciencia moderna. En la física de partículas pretendemos dar respuesta a cuál es el comportamiento de lo más íntimo en la constitución de la materia. Las últimas décadas han sido testigo de acontecimientos espectaculares, pero faltaba una pieza esencial porque los avances que se habían logrado para describir las interacciones fundamentales solo eran comprensibles en una situación de partículas sin masa, contra toda evidencia experimental.

Es decir, que la física fundamental tenía un problema en relación con esa pregunta mística: ¿cuál es el origen de la masa? El mecanismo Brout-Englert-Higgs, dentro de la teoría moderna, sugería cómo se podría sistematizar el conocimiento y dar cuenta de todos los resultados que teníamos, mientras proporcionaba un mecanismo para comprender cómo surge la masa como componente esencial de la materia a partir de las propiedades del estado de vacío. En este sentido, me atrevería a decir que esa pregunta ha llegado a ser, en las últimas décadas, la más importante que nos quedaba por responder en ese avance del conocimiento frente a la ignorancia. La frontera de la que estamos hablando, por supuesto, es la que rodea a la pregunta: ¿cuál es el origen de la masa?

El descubrimiento del bosón de Higgs está siendo confirmado por los recientes resultados de los análisis realizados por diferentes grupos que participan en los experimentos del CERN. Confirman que esa partícula tiene efectivamente las propiedades correspondientes al bosón de Higgs. Esta partícula permanece como una señal, un remanente, a través del cual podemos entender cómo se origina la materia en el comportamiento de los componentes elementales existentes en la naturaleza.

A. P.: Pero si sabemos cómo se origina la masa deberíamos saber por qué el universo continúa expandiéndose. Entonces, ¿qué es lo que falta? ¿Qué es lo que todavía no vemos para que las ecuaciones que confirman esa expansión, esa extensión del universo que se observa, tenga sentido?

J. B.: Por un lado, sabemos cómo se origina, pero eso no significa que ahora tengamos toda la información sobre lo que son todos los componentes del universo. Esta es una pregunta fascinante para las generaciones futuras. El descubrimiento del bosón de Higgs no es el punto final de la comprensión. Al contrario, es un punto de partida. Tener un mecanismo disponible que pueda proporcionarnos información sobre cómo se origina la materia no nos dice cuál es el contenido de la materia y la energía del universo. Me gustaría hacer una comparación entre esto y la primera revolución copernicana, cuando el ser humano creía estar realmente en el centro del universo y el planeta Tierra era el centro desde el que describir el movimiento de todos los objetos en el cosmos. Esa revolución en la cosmología moderna significó que hoy sabemos que el universo no tiene centro. Ya no está todo centrado en el ser humano, en el planeta Tierra, en el Sistema Solar, en la Vía Láctea. No, no hay un centro en el universo. En la última década hemos descubierto que el 95 % del contenido de materia y energía del universo es desconocido para nosotros: son la materia oscura y la energía oscura. Así que parece que los humanos estamos hechos de una especie de constituyentes que sólo nos aparecen en el 5 % del contenido total del universo que nosotros conocemos.

Así, en los últimos años hemos vivido una segunda revolución copernicana: no solo no somos el centro de nada, sino que el tipo de materia del que estamos hechos representa sólo el 5 % del contenido total del universo observable.

A. P.: Tal vez tendremos que aceptar que las preguntas sobre el universo nunca se acabarán y que siempre habrá más y más hechos por descubrir.

J. B.: Sí, esa es una cuestión muy interesante que está directamente relacionada con la idea de la epistemología o la teoría del conocimiento. ¿Qué significa avanzar en el conocimiento? Yo no lo veo en absoluto como un avance lineal. Si hubiese que hacer una analogía sobre cómo se produce ese avance, yo diría que es algo así como la línea de costa o el contorno de una isla que va avanzando frente a un océano de ignorancia. En esa analogía podemos ver que cuanto más sabemos más perímetro y frontera hay. Es decir, cada vez hay más preguntas.

Este es el caso del laboratorio del CERN y de los resultados que se están obteniendo en los detectores que registran los resultados de las colisiones protón-protón en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Algo tan importante o más que las respuestas que ahora tenemos a las preguntas que nos hemos estado haciendo en las últimas décadas es que los resultados de los experimentos del LHC nos permitirán formular nuevas preguntas. Cómo saber qué preguntas hacer conducirá al desarrollo de la próxima generación de experimentos que se llevarán a cabo. Lo que quiero decir es que es el avance del conocimiento en sí mismo lo que genera preguntas, que son algo que nunca va a terminar en la ciencia. Es el avance del conocimiento lo que está creando las nuevas preguntas que nos estamos planteando para cada una de las etapas.

A. P.: Al final, Picasso tendrá razón. Él les paraba los pies a los primeros entusiastas de la informática diciendo: «Los ordenadores no sirven para nada. Solo dan respuestas.1 Lo que importa son las buenas preguntas y no las respuestas.

J. B.: Exactamente. Las preguntas, para mí, son el punto más importante. Cuando digo «nuevas preguntas», estas deben incluirse en una categoría más importante: frente a nuevas respuestas o nuevas preguntas, pongo a estas últimas en primer lugar. Cuando tenemos un criterio definido de cómo formularle a la naturaleza una pregunta, tenemos muchísimo avanzado en la búsqueda de la respuesta correcta.

A. P.: José, ha costado mucho tiempo y esfuerzo en el pensamiento conseguir que miles de físicos se pongan de acuerdo en convencer a docenas de países y a miles de destacados dirigentes políticos para que se construya la mayor máquina que la humanidad haya construido jamás, y en reunir a miles de los mejores físicos e ingenieros para que trabajen juntos ahí, en medio de una Europa cuyos países no hace mucho tiempo estaban en guerra entre sí. Esas naciones se han reunido ahora en el CERN.

¿Qué opinas del hecho de que haya sido, precisamente la física, la que ha marcado el camino desde la guerra a la paz en Europa; desde las guerras mundiales hasta el siglo XXI con la Europa del CERN?

J. B.: Creo que se puede decir con seguridad que la ciencia ha sido la pionera en la construcción de Europa. Fueron los científicos y los políticos de la ciencia de los años cincuenta del siglo XX los que, tras el desgarramiento que tuvo lugar entre las naciones europeas en la Segunda Guerra Mundial, se dieron cuenta de que Europa nunca podría competir como sociedad avanzada ni con Estados Unidos ni con los desarrollos de la antigua URSS si no dábamos un paso adelante y construíamos una Europa unida.

El CERN fue la manera de plasmar esta idea. El laboratorio europeo de física de partículas fue creado en 1954. Recordaré tan solo que 1954 es incluso anterior a los primeros tratados europeos sobre el carbón y el acero. Es decir, no es que no había aún una concepción económica de Europa (y no digamos política, que en mi opinión aún no tenemos), ¡ni siquiera comercial! Sin embargo, el CERN nació en 1954, primero con cinco países y luego con la participación de otros muchos. El CERN ha sido un aglutinador de la idea de Europa desde el punto de vista científico y la anima a dar pasos adelante.

Por ejemplo, el CERN está abriendo ahora sus fronteras para ir más allá de Europa, inspirado en la visión de que la ciencia es el aglutinador del esfuerzo humano con el objetivo de promover la civilización humana universal. Además de los 22 países miembros del CERN en la actualidad, también hay países asociados (países no europeos) que asisten a sesiones de asesoramiento y participan en experimentos del CERN, no solo como miembros externos, sino también colaborando en la construcción de los detectores, analizando los resultados con los datos obtenidos a partir de ellos, y así trabajando conjuntamente los físicos americanos, asiáticos y europeos como iguales. El CERN no solo encarna la idea de Europa, sino que es el aglutinador de la ciencia en el mundo, en el planeta Tierra, en nuestro planeta.

Creo que cuando se dan circunstancias como estas, automáticamente hay no solamente un apoyo a la ciencia como tal, sino también el concepto de que a través de ella hay que construir una sociedad avanzada, en la que el componente científico desempeñará un papel importante. Por esta razón, existe un consenso entre los países europeos sobre que el CERN no solo es el laboratorio más importante del mundo, sino también la bandera más importante que una sociedad avanzada puede mostrar y de la que todos deberíamos estar orgullosos. La ciencia es cultura, el conocer por el conocer, la comprensión por la comprensión, la expresión más digna y sublime de los humanos.

Además, el CERN produce beneficios económicos y sociales. Pondré un ejemplo, porque es algo que representa una revolución en los tiempos modernos. ¿Dónde se inventó la web? Tim Berners-Lee la inventó allí en 1989. Y el 30 de abril de 1993 el CERN anunció que los componentes del software de la web pasarían al dominio público, lo que permitiría su uso, duplicación, modificación o distribución. Ese software, hecho en el CERN, cambió el mundo. Es muy revelador pensar que uno tiene acceso a toda la información sin pagar un céntimo por ella. Fue inventada en el CERN, y en el CERN las patentes son algo muy inusual; el contenido es libre para usarse, mientras que el derecho de propiedad intelectual se mantiene. Todo el desarrollo del trabajo es devuelto a la sociedad.

A. P.: El CERN ha abierto la sociedad. No estoy seguro de si sabes algo que mucha gente no sabe. Fue algo que me dijo no hace mucho David Cuartielles, el único español del grupo cofundador de Arduino. El grupo quería que su Arduino Diecimila tuviera una licencia universal de hardware de código abierto.2 El grupo se dirigió al departamento legal del CERN, que hizo que sus abogados trabajaran en la elaboración de una licencia abierta y universal para todos los implicados en el mundo del hardware, y en pocos meses habían creado legalmente la licencia de hardware abierto del CERN (CERN, OHL), que puede ser utilizada por todo el mundo.3 Es un buen ejemplo.

El buque insignia que representa el CERN, como tú dices, es el buque insignia de la gran ciencia. ¿Podemos entender la gran ciencia como catalizador de la civilización? ¿Más ciencia significa más civilización?

J. B.: Está claro que en las sociedades modernas la ciencia juega un papel fundamental para el desarrollo, pero también en la convivencia. Lo que quiero decir es que la ciencia aglutina los avances que se están produciendo en la sociedad. La ciencia, por supuesto, puede ser utilizada en un momento determinado para fines que podemos considerar que no serían los más apropiados, pero eso no se puede achacar a la ciencia, sino a determinadas personas que están usando mal resultados científicos.

A. P.: A menudo hablamos de la gran ciencia, pero el CERN no es solo palabras. Es un mecanismo gigantesco, una máquina enorme y un hecho que realmente funciona. Creo que el mecanismo del CERN puede ser visto como un verdadero instrumento «catalizador de la civilización», ¿no crees?

J. B.: Sí. Estoy totalmente de acuerdo con esa idea porque el CERN es un punto de encuentro no solo para los científicos, sino también para las personas interesadas en la cultura y el desarrollo de la sociedad que desean tomar el CERN como ejemplo de cómo lograr eficazmente la comunicación y la colaboración. Incluso los conceptos y los dispositivos están siendo fuente de inspiración al arte. Me gustaría añadir un aspecto que contribuye a esta idea. Ahora, usando los resultados del bosón de Higgs, hay dos experimentos diferentes en curso en dos puntos de intersección de los haces de protones en el LHC: ATLAS y CMS. Claramente, si hay dos experimentos es porque, en la ciencia, es esencial competir. La competencia surge del hecho de que los resultados de un grupo tienen que ser comparados con los de otro. Ha de ser así, pero al mismo tiempo los dos grupos han de colaborar. En el mundo comercial, la competencia significa normalmente lo opuesto a la colaboración. Suelen ser dos términos antagónicos. No es así en la ciencia. En ciencia puedes competir al mismo tiempo que colaboras. Son términos complementarios.

A. P.: Tu vida parece estar estrechamente ligada al CERN, incluso durante tu tiempo de vacaciones.

J. B.: Así es. No solo mi vida científica, sino también mi vida personal. Cuando regreso al CERN, me siento como en casa. No lo considero un laboratorio extranjero. Recientemente estuve en SLAC, el Laboratorio Nacional de Aceleradores de la Universidad de Stanford, involucrado en los resultados sobre la simetría de las leyes físicas bajo inversión temporal. Aunque el ambiente científico es universal y la amistad sin fronteras es un valor muy apreciado entre los científicos, sentí que estaba en el extranjero. Sin embargo, cuando voy al CERN, porque tengo un fuerte vínculo con el laboratorio y sus alrededores, para mí es como estar en casa.

A. P.: ¿Cuáles son los grandes retos del CERN?

J. B.: El primer gran descubrimiento en el CERN tuvo lugar en 1973. Siempre he dicho que fue el primer resultado experimental que condujo al modelo estándar de la física de partículas. El artículo con la observación de una nueva fuerza débil fue «Discovery of Weak Neutral Currents at CERN» («Descubrimiento de las corrientes neutras débiles en el CERN»).4 Este fue un gran catalizador para posteriores desarrollos teóricos y experimentales, que tuvieron lugar rápidamente y con gran calado. Cuando las ideas están ahí, inmediatamente surge la prisa, y todo se acelera. Eso es lo que estaba diciendo antes. Cuando sabemos formular bien las preguntas, las respuestas vienen rápidamente y todo avanza a gran velocidad. Eso es algo que Carlo Rubia, el ganador del Premio Nobel en 1984 y más tarde director general del CERN, dijo a principios de los años ochenta. Solo diez años después del descubrimiento de las corrientes neutras débiles, hay datos que confirman lo que te decía antes sobre la competencia frente a la colaboración. Desde entonces, ha habido más físicos americanos trabajando en el CERN que físicos europeos trabajando en Estados Unidos. Lo que quiero decir es que el avance que un laboratorio como el CERN representa para Europa es considerable. Nadie discute hoy en día que es el laboratorio número uno del mundo, y eso debería enorgullecer a Europa, porque es cierto que es el catalizador de grandes desarrollos que están teniendo lugar en los avances científicos.

A. P.: ¿Cuál sería para ti el segundo mayor hito? ¿El bosón de Higgs?

J. B.: El descubrimiento del bosón de Higgs, anunciado en el CERN la primera semana de julio de 2012, siempre será un hito en los anales de la ciencia.

Pero ese no es el final de la historia en el avance del conocimiento fundamental. Por el contrario, tanto por la consistencia del esquema teórico del modelo estándar, como por las inequívocas señales experimentales, estamos convencidos de que tendrá que surgir un nuevo tipo de física capaz de explicar los problemas pendientes, como la masa de los neutrinos, la materia oscura y la energía oscura, o por qué en la actualidad el universo apenas contiene antimateria en forma natural. Además, los presentes resultados experimentales provocan nuevas preguntas que aún no conocemos.

A. P.: En el Hamlet de Shakespeare (acto 2, escena 2), el príncipe dice:

«Podría estar encerrado en una cáscara de nuez

y sentirme el rey del espacio infinito».

Este verso fue la inspiración para el título del libro de Stephen Hawking, El universo en una cáscara de nuez.

¿Te sentiste como el «rey del espacio infinito» en el LHC una vez que el gran túnel circular y la máquina fueron construidos en ese gigantesco espacio subterráneo del CERN?

¿Qué tipo de emociones sientes allí?

J. B.: Bueno, sientes satisfacción y, obviamente, emoción, porque el hecho de que los humanos sean capaces de construir una máquina que pueda dar respuestas a los secretos de la naturaleza de esta manera, una manera fantástica, es muy positivo e ilusionante. Pero eso es cierto no solo con los experimentos que se están realizando en el CERN, sino también con los experimentos que se están llevando a cabo desde los satélites para observar el rastro fósil que queda del principio del universo. El avance en las dos fronteras de la física, desde la más pequeña a la más grande, es fantástico. Además, hay una sensación de unidad y –hablando de emociones– un gran sentimiento humano de que todos estamos involucrados en tratar de sintetizar fenómenos que parecen muy distintos en una única gran ley.

Hoy en día, los estudios sobre las condiciones de la física de partículas y en qué consiste la física asociada con el universo primordial se están uniendo. Es una maravillosa manifestación de la unidad de la física y está bien expresada en esa cita de Hamlet. A partir de la observación de los detalles más íntimos estamos respondiendo a la pregunta de cómo se comporta el universo en su conjunto y por qué el universo ha evolucionado como lo ha hecho hasta hoy, de acuerdo con varias condiciones que ahora se están recreando en los laboratorios de física de partículas.

Así que ahora no es solo una cuestión de avanzar en el conocimiento. Es la unidad de la ciencia, el conocimiento en el que somos capaces de trabajar juntos para entender lo que está sucediendo desde las observaciones de las cosas más pequeñas hasta las observaciones de las cosas más grandes. Cuando hablamos de lo más pequeño y lo más grande, hemos que tener en cuenta que, desde nuestra escala del metro hasta la constitución del átomo, hay que bajar diez órdenes de magnitud en longitud, expresado en nuestra jerga. Esto significa que tenemos que multiplicar la longitud de un átomo por un uno seguido de diez ceros para llegar a un metro. Y hay otros nueve órdenes de magnitud hacia abajo, para llegar desde el átomo hasta lo que ahora se está explorando a las distancias más pequeñas. Por otro lado, también tenemos que ir a las mayores distancias. Pero entonces nos preguntan: «¿Por qué ir a las mayores distancias si lo que quieres saber es el universo primordial?». Este es otro aspecto maravilloso de esa analogía de la cáscara de nuez: que somos capaces de llegar desde allí a los límites del universo, y no solo eso, sino también de averiguar desde allí cómo era el universo en el pasado, porque las señales se transmiten a una velocidad finita y, por lo tanto, cuando estoy observando lo que está sucediendo allí fuera…

A. P.: En el universo, cuanto más lejos miras, más temprano en el tiempo estás mirando.

J. B.: Ves un tiempo anterior, exactamente. Eso es lo que está ocurriendo con el telescopio espacial Hubble y otros telescopios.

A. P.: Es decir: cuanto más lejos, más antes.

J. B.: Antes, eso es. Una alternativa es la observación de la radiación de fondo que tenemos en el universo actual, porque ha permanecido como un fósil de ese período primitivo. Estas son las dos maneras en que tenemos acceso a todo eso. Esa cita de Hamlet es maravillosamente apropiada, porque si hay algo que hoy en día es una manifestación de la unidad de la ciencia es esa convergencia entre la física de lo más pequeño y la física de lo más grande, la conexión entre la física de partículas y la física del universo primordial, y es porque la materia y la energía en el universo primitivo no eran como las observamos ahora cotidianamente, sino como las vemos en los laboratorios actuales de física de partículas.

A. P.: La física busca unificar las leyes naturales que describen diferentes fenómenos en una dinámica común. Esa dinámica nos proporciona una evolución a lo largo del tiempo y está ligada a las simetrías de la materia. Pero eso no sucede con el propio tiempo. Así que tengo las siguientes preguntas: ¿por qué el tiempo es asimétrico? y ¿qué significa la «inversión temporal» de la que hablas en tus investigaciones y publicaciones?

J. B.: Los grandes avances científicos que se han hecho, y con ellos los conocimientos alcanzados, han engullido una parte considerable del océano de la ignorancia al unificar lo que eran dos fenómenos aparentemente distintos. Los nombres de Newton, Maxwell, Einstein y Bohr, o la reciente unificación de fuerzas, el electromagnetismo, responsable de la formación del átomo, y la interacción «débil», responsable de la generación de energía por parte de nuestro Sol, están asociados a esa unificación de leyes dinámicas como consecuencia de simetrías.

El tiempo es un concepto que corre en una sola dirección. Por eso hablamos de la «flecha del tiempo». Sabemos que los sistemas complejos tienen que seguir los dictados de la segunda ley de la termodinámica, evolucionando siempre (si están aislados) hacia un aumento de la llamada «entropía», ¡un aumento del desorden! Si un vaso se cae y se rompe en mil pedazos es imposible que, espontáneamente, los pedazos se vuelvan a juntar y el vaso se reconstruya. ¡La ruptura del vidrio es irreversible! Así fue como Eddington, hace casi cien años, explicó, con el aumento de la entropía, el significado del concepto «flecha del tiempo».

A. P.: Eso está claro, pero ¿qué hay de la expresión que tú usas en tus artículos científicos recientes sobre «time reversal» («inversión en el tiempo») para una posible simetría de las leyes físicas?

J. B.: Esa flecha del tiempo no elimina la cuestión de si la dinámica de las leyes fundamentales para las partículas elementales, para aquellas que observamos que tienen procesos reversibles en el tiempo, son capaces de describir tanto el proceso directo como el proceso inverso en el tiempo. Tal vez la expresión «time reversal» no sea la mejor, ya que parece indicar que el tiempo se invierte, por lo cual la gente llega a pensar que significa inversión del tiempo, del tiempo corriendo hacia atrás. Eso no tiene sentido. Lo que se invierte es el movimiento, la dinámica en el tiempo. Cuestión de preposiciones. Así que, también en el año 2012, unos meses después del descubrimiento del bosón de Higgs, se estableció experimentalmente que varios procesos gobernados por una fuerza débil son asimétricos bajo la inversión temporal. Siendo reversibles, los dos procesos que ocurren en un sentido de la evolución temporal y en el sentido inverso no se muestran con la misma frecuencia. Este descubrimiento se realizó en el experimento BaBar instalado en el laboratorio de SLAC, en el que los científicos del IFIC, de la Universitat de València, participan y juegan un papel fundamental, tanto en la propuesta teórica como en el análisis de los resultados.

A. P.: ¿Pero cómo llegaste a esa idea?

J. B.: Se sabía que, en ciertos procesos resultantes de interacciones débiles, existe una asimetría entre el comportamiento de la materia y la antimateria. Era natural preguntarse si, en estos procesos, hay también una ruptura de la simetría de inversión temporal. Sin embargo, estos son procesos en los que las partículas se desintegran. Si la partícula desaparece, el proceso es irreversible; no se puede estudiar el proceso inverso. Es como la flecha del tiempo discutida antes para un vaso que cae. Propusimos un desvío a este argumento de «no-realizable» utilizando algunas propiedades espectaculares de la mecánica cuántica, capaces de transferir la información de la partícula en proceso de desintegración a una compañera que ¡aún está viva! Y tú haces el experimento con la compañera. Por lo tanto, la dificultad de este experimento estaba en saber lo que uno tenía que medir. El concepto y el método se explican en mi artículo «Time-Reversal Violation with Quantum-Entangled B Mesons» («Violación bajo inversión temporal usando el entrelazamiento cuántico de Mesones B»).5

Hoy sabemos que, en ciertos procesos en los que hay una ruptura de la simetría entre la materia y la antimateria, también hay una asimetría bajo inversión temporal. La observación hecha en 2012 en el sistema de Mesones-B ya se está llevando a cabo en otras partículas inestables usando el mismo entrelazamiento –aunque yo prefiero usar para esto, en castellano, la expresión «enmarañamiento cuántico»–.

A. P.: José, gracias por conversar conmigo y por esta conversación tan fascinante.

J. B.: De nada. Gracias por esta oportunidad de difusión científica. Es un placer.

1 Sobre la frase de Pablo Picasso, la primera aparición conocida se encuentra en Herman Feshbach: «Reflections on the Microprocessor Revolution: A Physicist’s Viewpoint», en Bruce M. Adkins (ed.): Man and Technology, Cambridge, Cambridge University Press, 1983, donde la atribución se describe como «rumoreada» (<http://en.wikiquote.org/wiki/Pablo_Picasso>).

2 Wikipedia: «The Arduino Diecimila, Another Popular and Early Open Source Hardware Design», en línea: <https://en.wikipedia.org/wiki/Open source_hardware#/media/File:ArduinoDiecimila.jpg>.

3 Open Hardware Repository: «CERN Open Hardware License», en línea: <http://www.ohwr.org/projects/cernohl/wiki>.

4 El modelo estándar de la física de partículas es la teoría, formulada a partir de los años sesenta del siglo XX, que describe tres de las cuatro interacciones fundamentales (nuclear fuerte, nuclear débil, electromagnética y gravitatoria) entre las partículas elementales, leptones y quarks, tal como estaban presentes en el universo primitivo y siendo constituyentes de la materia ordinaria. Es consistente con la teoría especial de la relatividad y con la mecánica cuántica. Sin embargo, se considera que la teoría es incompleta, ya que no proporciona una explicación coherente del origen de la gravedad –la cuarta de las fuerzas conocidas– o para la energía y la materia oscura.

5 J. Bernabéu y F. Martínez-Vidal, «Time-Reversal Violation with Quantum-Entangled B Mesons,» Review of Modern Physics 87 (23 de febrero de 2015): 165, http://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.87.165.

De neuronas a galaxias.

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