Los físicos teóricos coquetean con la idea de unificar la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica desde hace algo más de un siglo. Prácticamente desde el mismo instante en el que ambas ramas de la física vieron la luz a principios del siglo XX. Muy a grandes rasgos la relatividad general describe los fenómenos gravitatorios como el resultado de la interacción de los objetos con masa y el continuo espacio-tiempo. Sin embargo, la mecánica cuántica estudia el comportamiento de la naturaleza en la escala de las partículas subatómicas.
Reconciliar la descripción de lo muy grande y lo muy pequeño no es nada fácil. De hecho, si no fuese tan difícil los físicos teóricos probablemente ya habrían conseguido su propósito. La teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles son actualmente las dos teorías cuánticas de la gravedad más respaldadas, aunque merece la pena que no pasemos por alto la existencia de la teoría poscuántica de la gravedad clásica que propone Jonathan Oppenheim, que es profesor de teoría cuántica en el University College de Londres.
Los científicos son plenamente conscientes de lo importante que es reconciliar estas dos grandes teorías de la física, y lograrlo pasa por ampliar nuestro conocimiento acerca de la forma en que las partículas subatómicas interaccionan con el continuo espacio-tiempo. El problema es que la masa de las partículas es tan pequeña y su interacción con el espacio-tiempo tan débil que medir este último parámetro es extremadamente difícil. Afortunadamente un equipo de científicos europeos liderado por físicos de la Universidad de Southampton (Inglaterra) acaba de lograr una proeza.
Este hito es una muestra de ingenio y ahora mismo apenas podemos esbozar su potencial
La física de partículas se encuentra objetivamente en un momento de forma excepcional. Los desafíos a los que se enfrentan los físicos que investigan en esta área intimidan, pero a pesar de las dificultades durante los últimos años los centros de investigación más avanzados del planeta, como el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), o el Laboratorio Fermi, en EEUU, nos han sorprendido con descubrimientos importantísimos. El hallazgo del bosón de Higgs es el que más ruido ha hecho, pero se han producido otros que también son importantes.
Este experimento es solo el punto de partida de estos físicos. Su propósito es repetirlo en el futuro con partículas mucho más pequeñas
El logro de los físicos de la Universidad de Southampton merece ser tenido muy en cuenta. Lo que han conseguido es, sencillamente, identificar el tirón gravitacional al que está sometida una partícula con el propósito de entender mejor cómo se manifiesta esta interacción en el mundo cuántico. Hasta ahora su conocimiento de este fenómeno era extremadamente limitado, pero este logro invita a los físicos de partículas a renovar el optimismo con el que miran hacia delante. Y quién sabe, quizá los coloque más cerca de una gran Teoría del todo.
Los físicos que han participado en el experimento que ha hecho posible este hito se han visto obligados a tirar de ingenio. Y es que el método que han ideado para medir la interacción gravitatoria a la que se ve sometida una partícula de 0,43 mg requiere introducirla en un campo magnético extremadamente potente generado con imanes superconductores. La partícula es relativamente grande, pero también lo suficientemente pequeña para que se vea sometida a los efectos cuánticos. Aun así, este experimento es solo el punto de partida de estos físicos, por lo que su propósito es repetirlo en el futuro con partículas mucho más pequeñas.
Este descubrimiento permite a los físicos conocer un poco mejor, solo un poco, las reglas que rigen el fascinante mundo cuántico. Aún queda muchísimo por hacer, y, por supuesto, hay mucho conocimiento que todavía no está a nuestro alcance. Aun así, los investigadores que han participado en este experimento confían en que la posibilidad de escalarlo les permita en el futuro entender mejor qué sucedió durante los primeros instantes de la formación del universo, qué ocurre en el interior de los agujeros negros, y, como os he anticipado unas líneas más arriba, también puede ayudarles a elaborar una gran teoría capaz de unificar todas las interacciones fundamentales que tienen lugar en la naturaleza. Apasionante, ¿verdad?
Imagen | CERN
Más información | ScienceAdvances
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