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Publicado en: Semanario Orbe, Pág. 12, 20-26 noviembre, 2010
En busca de los universos paralelos Luis Hernández*
El
LHC
es
el
acelerador
de
partículas
más
grande
y
energético
del mundo,
que
se
encuentra
en
un
túnel
de
27
km,
cerca
de
El proyecto principal del nuevo acelerador es examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, que no incluye la gravedad. Los esfuerzos están dirigidos a encontrar el bosón de Higgs, referido como "la partícula de Dios". El bosón de Higgs es una hipotética partícula elemental masiva cuya existencia es predicha por el Modelo Estándar. Desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales. Si la partícula es descubierta, tendría un enorme efecto en la física actual.
Los universos paralelos son postulados por la Teoría de Cuerdas o Teoría de Todo (Theory of Everything), que pretende revelar todas las interacciones. Einstein invirtió gran parte de su vida en proposiciones físicas de unificación, que permitiera a través de unas pocas ideas y de una sola ecuación matemática describir una única fuerza y con ella explicar todas las interacciones de la Naturaleza: electromagnéticas, gravitacionales, nucleares fuertes y débiles. El ambicionó crear una teoría abarcadora que funcionara igual que su Teoría General de la Relatividad (TGR), donde la Teoría Gravitacional de Newton se encuentra contenida para casos particulares. Esta es una tarea pendiente, porque con ello se lograría unir los presupuestos cósmicos con comportamiento ordenado y predecible en el espacio-tiempo con el mundo microscópico de la Mecánica Cuántica donde las leyes probabilísticas del azar son las predominantes y la incertidumbre domina. A los anteriores propósitos de unificación, se le suma hoy el dilucidar que ocurrió antes del big bang. Estos problemas constituyen el Santo Grial de la Física, que la Teoría de Cuerdas o Teoría M intenta explicar.
Toda la materia está constituida por partículas elementales, predichas por el Modelo Estándar. Pero, ¿dentro de ellas no existirán otras partículas? La Teoría M responde a esta pregunta estableciendo que dentro de las partículas elementales no hay más partículas, sino cuerdas. Así, los elementos básicos de la materia no son partículas puntuales sino hilos de energía llamados cuerdas. Las cuerdas serán tan diminutas que es imposible imaginárselas. Estas cuerdas tienen extremos que pueden estar unidos o no. Las cuerdas de un violonchelo vibran o resuenan a determinadas frecuencias, pero mientras las diferentes frecuencias de un violonchelo dan lugar a diferentes notas musicales, las vibraciones en la Teoría M representan diferentes masas y cargas que son interpretadas como partículas elementales. Por ejemplo, un fotón o un electrón tienen frecuencias propias por los que son identificados. Las cuerdas vibran en la textura espacio-tiempo creando una sinfonía cósmica en el Universo.
Para armonizar la incertidumbre de la Mecánica Cuántica con la regularidad de la TGR, la Teoría M atenúa los altibajos en el micromundo cambiando el concepto clásico de partícula puntual por cuerdas que pueden ser estiradas formando una especie de malla. De este modo, la agitación siempre presente en el mundo atómico pueda ser modulada y de esta forma los enfoques cuánticos y gravitacionales puedan fundirse. Esto constituyó un éxito para las matemáticas, porque con las cuerdas podían explicarse la unificación de todas las fuerzas. Pero más aún, las ecuaciones matemáticas no tenían ninguna singularidad, es decir no hay ningún punto donde una magnitud física fuera infinita, que aparece en la TGR.
Pero no todo es gozo, porque se necesitan dimensiones adicionales a las tres espaciales junto a la temporal. Al inicio se requirió de seis dimensiones adicionales retorcidas y enrolladas a las dimensiones espaciales, es decir, se diferencian en las formas. Cinco teorías se disputaban la primacía pero en 1995, Edward Witten demostró que todas eran equivalentes, pero para ello era necesario asumir una oncena dimensión espacial. Por fortuna, esta nueva dimensión daba la posibilidad que si las cuerdas tuvieran la suficiente energía, la nueva dimensión no tendría que ser increíblemente pequeña, sería como una membrana que podría incluso tener las dimensiones de nuestro Universo. Se acostumbra a representar una lonja de una flauta de pan como nuestro Universo en cuatro dimensiones rodeado de otras siete dimensiones adicionales. Pero las ecuaciones predicen que pueden existir otras lonjas en la flauta de pan, es decir muchos otros universos. Al poder ser macroscópica la oncena dimensión, se abría las posibilidades de que pudiera ser verificada experimentalmente la Teoría M, porque de otra forma sólo queda en el campo de la especulación.
¿Cómo pretende el LHC tener evidencia de los mundos paralelos? En la Teoría M, con excepción del gravitón, todas las partículas están asociadas a cuerdas que sus extremos no están unidos, que se encuentran bien sujetos a nuestra membrana o Universo. Cuando colisionen dos haces de protones, tal vez después esté ausente o falte una partícula, lo cual podría interpretarse como que la energía fue suficiente para romper el enlace con nuestra membrana y pasar a otro de los universos que nos rodean. ¿Podrán allá detectarlo y enviarnos una señal?
*Dr. en Ciencias Físicas, Profesor Titular Universidad de La Habana
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