Las ideas fundamentales del Universo II. Física cuántica: cuantos y campos

En caso de que usted se desenvuelva en un ambiente universitario, ya sea como estudiante o como docente, es muy probable que haya escuchado más de una vez términos un tanto exóticos como por ejemplo: diagrama de Feynman, lagrangiano, teoría renormalizable, simetrías de gauge, modelo estándar y otros por el estilo. Estos términos pertenecen a la Teoría Cuántica de Campos (TCC), teoría que probablemente se encuentre entre las de mayor complejidad de las que en la actualidad disponemos para explicar el mundo físico en el que vivimos. La TCC tiene su razón de ser a partir del hecho de que la mecánica cuántica que se desarrolla usando la ecuación de Schrödinger aplicada a grupos de partículas, no es efectiva para explicar la interacción que se da entre estas partículas, como por ejemplo, la interacción que se da entre un electrón y un positrón. Es virtud de la TCC el haber demostrado sobradamente su efectividad para explicar estas y otras interacciones, como por ejemplo, las que se dan dentro del núcleo atómico para mantener unidos a los distintos protones y neutrones que lo conforman. Esta unión es posible gracias a las interacciones fuertes, cuyo surgimiento queda explicado por la TCC. Es indudable que la física cuántica ha impactado enormemente nuestra vida cotidiana a través, por ejemplo, del desarrollo de los sofisticados medios de comunicación de uso masivo, además de otros desarrollos tecnológicos. Esto último, junto con un connatural deseo de conocer el mundo en el que vivimos, hace que libros como el que se reseña cuenten con buena acogida dentro de los aficionados a la lectura de libros de divulgación científica.

En el presente libro, el autor Sean Carroll, que es un bien conocido experto en física moderna, se propone la ardua tarea de hacer asequible a un amplio círculo de lectores las líneas principales de la TCC. Gracias a esfuerzo del autor, el lector podrá comenzar a entender qué cosa son los diagramas de Feynman, para qué sirven y qué relación tienen con los así llamados lagrangianos. El lector se formará una idea de cómo los lagrangianos, bajo la acción de las simetrías de gauge, dan lugar a las fuerzas responsables de la interacción entre las partículas que constituyen nuestro universo físico, incluido, según el autor, el gravitón, responsable de la fuerza gravitatoria. ¡Todo esto no es poca cosa!

Para lograr su objetivo, Carroll no ha tenido reparo en incluir en su obra un buen número de ecuaciones matemáticas. Para el que esto escribe, la inclusión de un módico de matemáticas es un gran acierto y me parece que pone en gran ventaja al libro que reseñamos cuando se lo compara con la gran cantidad de libros divulgativos sobre física moderna que se ofrecen en el mercado. Para leer el libro de Carroll, es necesario saber qué se significa cuando se escribe A=B, que la derivada dy/dx no es más que una velocidad, noción que todos experimentamos cotidianamente. Ayuda también saber que cuando escribimos ∫ f(x) dx, no nos referimos más que a una suma. Todo esto, y más, es conocido de los cursos universitarios, y aún de los cursos de formación media superior.

En su libro de divulgación sobre Electrodinámica Cuántica, Richard Feynman decía que cuando se asiste a una conferencia científica, sabemos de antemano que no vamos a entender. Pero también es justo decir que gracias a los esfuerzos de autores como Carroll (y el mismo Feynman) hoy, los no especialistas, podemos entender algo de las teorías de la física moderna de mayor relevancia.