Jorge Alcalde ¿Pero que diablos son los supercuerdas?

sabado 30 de junio de 2007
CIENCIA
¿Pero qué diablos son las supercuerdas?
Por Jorge Alcalde
Estos días se han reunido en Madrid algunos de los físicos teóricos más importantes del mundo para debatir sobre las últimas novedades en la teoría de las supercuerdas.
El acontecimiento, de gran importancia en el universo de la ciencia, ha tenido, sin embargo, muy poca repercusión en lo medios... y con razón. Resulta que, a pesar de su indudable atractivo, la teoría de las supercuerdas cuenta con un gigantesco déficit de popularidad. Es, para qué engañarnos, una de las ideas más complicadas, ininteligibles y abstractas que la ciencia ha parido.

Intentar acercar al gran público este compendio de teorías sobre la materia, su origen y su funcionamiento, es ardua tarea. Por eso la mayoría de los periódicos y revistas prefiere pasar de largo. La culpa no es, seguramente, de los medios, obligados a torear un asunto demasiado inaprensible; ni de los científicos, que seguro que se esfuerzan en hacerse entender por el común de los mortales. La culpa la tiene, sencillamente, la paradójica, difusa e incierta manera en que la naturaleza se manifiesta en ese mundo mágico de las partículas.

Los expertos consideran que la teoría de las supercuerdas, a la que se ha dedicado este congreso en Madrid (Strings 07), es la mejor alternativa para resolver un problema físico que atribula a los científicos desde principios del siglo XX, a saber: la mecánica de Newton, las leyes que Sir Isaac nos legó para explicar el comportamiento de los cuerpos en movimiento y que luego Einstein complementó con su física relativista, sirve para explicar el funcionamiento de las cosas más grandes (desde un remolino de motas de polvo hasta la circulación de planeta, estrellas y galaxias en el espacio y el tiempo), pero falla estrepitosamente en el mundo de lo más pequeño (en la esfera de las partículas elementales).

Por deformación escolar, nos imaginamos el interior de los átomos como una especie de minisistema solar formado por esferas diminutas que se unen en un núcleo (protones y neutrones) y otras más pequeñas y errantes que giran a su alrededor (electrones). Pero la física actual nos ha demostrado que el interior de la materia no es, ni mucho menos, así. En primer lugar, los neutrones, los electrones y los protones no son partículas elementales. Dentro de ellos hay aún otras divisiones de la materia con ladrillos más pequeños aún, como los quark.

Pero eso no es lo más grave. Mucho peor es la constatación hecha por la física cuántica de que el comportamiento de estas partículas no responde a las leyes de la física de lo más grande. Es imposible determinar matemáticamente la posición y la velocidad de una partícula: o calculamos dónde está o calculamos a qué velocidad se mueve. Esto es así porque el mundo cuántico es un territorio de incertidumbres: una partícula puede estar en la posición A e inmediatamente pasar a la posición B sin recorrer el camino intermedio (al menos aparentemente).

Es necesario resaltar lo de "aparentemente", porque de lo que hablan los físicos teóricos no es tanto de la realidad como de la capacidad que tenemos de medir dicha realidad. Sabemos que el Cosmos funciona como Newton y Einstein nos dijeron porque somos capaces de predecir mediante ecuaciones el modo en que se comportan las cosas. Aplicando las leyes de la mecánica, conociendo las fuerzas de gravedad, calculando distancias, masas, rozamientos..., podemos prever el lugar en que caerá una bala de cañón, la dirección que seguirá una bola de billar o el tiempo que tardará un tren en frenar. Con las mismas ecuaciones, podemos predecir cuándo pasará de nuevo el cometa Halley por una órbita visible desde la Tierra, calcular la masa de las galaxias y deducir qué pasaría si un asteroide impactara en nuestro planeta. Sin embargo, todas esas ecuaciones se vuelven inútiles a la hora de extraer certidumbres del mundo subatómico.

La física newtoniana y eisnteniana calcula y predice con exactitud asombrosa. La física cuántica (la que conoce de lo más pequeño) sólo puede aspirar a calcular probabilidades. Es una física probabilística. Los científicos llevan décadas buscando una ley que pueda unir las dos físicas en una sola y que sirva para explicar tanto lo que ocurre a escala cósmica como lo que sucede a escala atómica. La teoría de las supercuerdas podría ser el marco ideal para hallar esa ley. Lo que propone es un cambio radical en la concepción del mundo subatómico, similar al que supuso la inclusión de la cuarta dimensión, la temporal, en el modelo cósmico de Einstein.

¿Y si las partículas no fueran pequeñas esferitas que nos empeñamos que actúen como cualquier otra esferita, desde las canicas a los planetas? Los físicos de hoy plantean la posibilidad de que las partículas elementales sean, en realidad, lazos o cuerdas minúsculas que están sometidas a diferentes tipos de tensión. Del mismo modo que la cuerda de una guitarra vibra de manera distinta según lo tensa que se encuentre y, por ende, produce notas diferentes, las cuerdas fundamentales de la naturaleza física también pueden vibrar en diferentes frecuencias. Así, cada tipo de vibración produce una manifestación de una partícula diferente.

El Cosmos no estaría formado por pequeños ladrillos esféricos que se unen en estructuras cada vez más complejas hasta generar la arquitectura interior de una roca, un puñado de arena, un chorro de agua, un planeta o una supernova; más bien sería una legión de supercuerdas (por qué no llamarlas, mejor, minicuerdas) afinadas para tocar en una frecuencia perfecta que mantiene a la materia en orden (desde la más grande a la más pequeña). El problema es que, de momento, nadie es capaz de demostrar experimentalmente este modelo.
Del mismo modo que Einstein dedujo sus predicciones tirando de papel y lápiz, y hubieron de pasar décadas hasta que la observación cosmológica probara su certeza (de hecho, algunas ideas de Einstein aún esperan comprobación experimental), en el caso de las supercuerdas no existe experimento alguno que pueda decirnos si la teoría es cierta. Sabemos que, matemáticamente, tiene sentido, que las ecuaciones encajan... pero no podemos comprobarlo directamente. Y quizás nunca podamos: porque para poder "ver" a las supercuerdas en acción en un laboratorio haría falta someter la materia, en los aceleradores de partículas, a energías tan elevadas como las que tuvieron lugar durante el mismísimo Big Bang... Y eso no es posible. O quizás sí lo sea, dentro de unas cuantas generaciones. ¿Quién sabe?