Roz\u00e1nov Nicol\u00e1i Nicol\u00e1evich\u00a0<\/span><\/strong><\/em><\/a><\/p>\nLas traducciones de los t\u00edtulos, de los art\u00edculos, de los libros, de las citaciones y declaraciones de los\u00a0cient\u00edficos \u2013 posiblemente\u00a0\u00a0no coinciden letra a letra\u00a0con las traducciones oficiales, si tal existieran.<\/em><\/span><\/p>\nIntroducci\u00f3n.<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n\n \u00abPor otro lado, para la coherencia de nuestras teor\u00edas f\u00edsicas ser\u00eda importante entender si la ley de Newton, con la modificaci\u00f3n introducida por Einstein, debe ser modificada a\u00fan m\u00e1s para concordar con el principio de incertidumbre. Esta \u00faltima modificaci\u00f3n todav\u00eda no se ha hecho…\u00bb <\/strong><\/span><\/em>((42)p\u00e1gina.141)<\/span>.<\/span><\/em><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nAl inicio de la introducci\u00f3n, el autor del presente estudio ofrece una s\u00edntesis de la conferencia de M.Gell-Mann titulada \u00abCuestiones para el futuro\u00bb<\/em>, impartida en el Wolfson College (Oxford)<\/em> en 1980, cuya vigencia permanece hasta la actualidad\u00a0 ((1) pag. 265-289)<\/em>.<\/span><\/p>\n\n\u00abEn esta rese\u00f1a de las ideas modernas y de las previsiones para el futuro, mi tema ser\u00e1 la b\u00fasqueda de la unidad en nuestra descripci\u00f3n de la f\u00edsica de las part\u00edculas elementales. Todo en el Universo, incluso nosotros mismos, consiste en part\u00edculas elementales. Al mismo tiempo, las part\u00edculas de cada tipo se comportan de manera completamente id\u00e9ntica en cualquier parte del Universo, ya que podemos juzgarlo por la luz que nos llega de las galaxias m\u00e1s alejadas\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abLas leyes que gobiernan el comportamiento de las part\u00edculas elementales y de las fuerzas que act\u00faan entre ellas representan principios fundamentales de la f\u00edsica del micromundo\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abTodas las leyes fundamentales de la f\u00edsica yacen en la base no solo de la f\u00edsica, sino tambi\u00e9n de la astronom\u00eda, la qu\u00edmica, la geolog\u00eda, la biolog\u00eda \u2014 de hecho, de todas las ciencias naturales\u00bb…<\/span><\/p><\/blockquote>\n\u00abEn la teor\u00eda de las part\u00edculas elementales se consideran absolutamente justos tres principios:<\/span><\/p>\na)<\/strong> La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, esta disciplina llena de enigmas y paradojas, que no comprendemos por completo, pero sabemos aplicar.<\/em><\/span>
La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no es una teor\u00eda, sino m\u00e1s bien un \u201cmarco\u201d en el que, como creemos, deben encajar todas las teor\u00edas correctas.<\/em><\/span><\/p>\nb)<\/strong> La teor\u00eda de la relatividad, en cuya validez no hay motivos para dudar.<\/em><\/span><\/p>\nc)<\/strong> El principio de causalidad, que afirma que la causa debe preceder al efecto.<\/em><\/span><\/p>\n\u00abSe puede decir que el viejo problema de la \u201cfuerza nuclear\u201d est\u00e1, en principio, resuelto. Tenemos en mente nuestra confianza en que la \u201cuni\u00f3n\u201d de neutrones y protones en los n\u00facleos es una consecuencia indirecta de la interacci\u00f3n fundamental quark-glu\u00f3n descrita por la QCD\u00bb.<\/span><\/p>\n\u00abUno de los problemas de las teor\u00edas unificadas de Yang\u2013Mills consiste en que la unificaci\u00f3n efectiva del color y del sabor, cuyas intensidades de acoplamiento son esencialmente distintas, puede tener lugar \u00fanicamente a energ\u00edas extraordinariamente alta\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abPara que las intensidades de las interacciones d\u00e9bil y fuerte se aproximen, es necesario pasar por un intervalo de energ\u00edas de aproximadamente 10\u00b9\u2075 GeV<\/em>\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00ab\u00bfTendremos el valor de suponer que nuestras ideas, desarrolladas y confirmadas hasta los 10 GeV<\/em>, podemos extenderlas a energ\u00edas 10\u00b9\u2074 veces mayores? \u00a1En ello cabe dudar seriamente!\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abEs dif\u00edcil imaginar que incluso el presupuesto de todos los pa\u00edses del mundo nos permita construir un acelerador capaz de comprobar el comportamiento de las part\u00edculas a energ\u00edas de 10\u00b9\u2075 GeV<\/em>. Ya nos consideramos afortunados de poder alcanzar los 10\u00b3 GeV<\/em>\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abAl formular una teor\u00eda unificada de Yang\u2013Mills para el color y el sabor, puede admitirse la estabilidad del prot\u00f3n, aunque ello requiera considerables esfuerzos te\u00f3ricos. En una teor\u00eda de este tipo resulta m\u00e1s natural suponer que el prot\u00f3n se desintegra. Sin embargo, bas\u00e1ndonos en los datos experimentales m\u00e1s fiables, en nuestra intuici\u00f3n y, en \u00faltima instancia, en el propio hecho de nuestra existencia, consideramos al prot\u00f3n pr\u00e1cticamente estable. Y si llegara a desintegrarse, lo har\u00eda con tal lentitud que no introducir\u00eda contradicci\u00f3n alguna en nuestra concepci\u00f3n del Mundo\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abTiene sentido emprender una investigaci\u00f3n experimental sobre la posibilidad de la desintegraci\u00f3n del prot\u00f3n y esclarecer si dicha desintegraci\u00f3n ocurre realmente\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abExiste adem\u00e1s una raz\u00f3n muy seria para estudiar part\u00edculas con esp\u00edn 2<\/em>. Est\u00e1 vinculada con los intentos de unificar la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica con la teor\u00eda de la gravitaci\u00f3n de Einstein, a la que \u00e9l prefer\u00eda llamar teor\u00eda general de la relatividad. Para tal unificaci\u00f3n se requiere el gravit\u00f3n, el cuanto de la gravitaci\u00f3n\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abDetectar experimentalmente el gravit\u00f3n es dif\u00edcil, puesto que para peque\u00f1as porciones de materia la interacci\u00f3n gravitatoria resulta demasiado d\u00e9bil\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abPor ello, el descubrimiento experimental del gravit\u00f3n, al parecer, deber\u00e1 posponerse para un futuro lejano\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abAlgunos te\u00f3ricos se han dedicado a la b\u00fasqueda de esquemas de unificaci\u00f3n que, adem\u00e1s de las fuerzas de color y de sabor, pudieran incluir en una teor\u00eda unificada tambi\u00e9n la gravitaci\u00f3n. En una teor\u00eda de este tipo deber\u00edan figurar no solo todos los cuantos y los quarks junto con los leptones, sino tambi\u00e9n las part\u00edculas sin esp\u00edn, necesarias para la ruptura espont\u00e1nea de la simetr\u00eda. Si ciertas part\u00edculas resultan ser compuestas, la teor\u00eda deber\u00e1 describir tambi\u00e9n sus constituyentes fundamentales. El objetivo de tales b\u00fasquedas es abarcar, en una aut\u00e9ntica teor\u00eda unificada, todos los objetos fundamentales, incluido el gravit\u00f3n\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abPara establecer la relaci\u00f3n de parentesco entre las distintas part\u00edculas elementales se utiliza el concepto de \u201cSupersimetr\u00eda\u201d: una simetr\u00eda que vincula part\u00edculas con diferentes espines. La teor\u00eda m\u00e1s amplia y acabada de este tipo hallada hasta el presente se denomina Supergravedad N=8<\/em>. Esta incluye los campos fundamentales correspondientes a:<\/span><\/p>\n\n- \n
1 gravit\u00f3n con esp\u00edn 2;<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n<\/li>\n- \n
8 nuevos objetos con esp\u00edn 3\/2, denominados gravitinos;<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n<\/li>\n- \n
28 cuantos con esp\u00edn 1;<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n<\/li>\n- \n
56 part\u00edculas y antipart\u00edculas con esp\u00edn 1\/2;<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n<\/li>\n- \n
70 objetos con esp\u00edn 0, posiblemente \u00fatiles para la ruptura de la simetr\u00eda.<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n<\/li>\n- El gravitino, con esp\u00edn 3\/2, constituye una adici\u00f3n sumamente deseable desde el punto de vista de la simplicidad de la teor\u00eda.\u00bb<\/em><\/span><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n
\u00abAl considerar \u00fanicamente los espines 2, 1, 1\/2<\/em> <\/strong>y 0<\/em>,<\/strong> nos encontramos con un defecto notable en el caso del esp\u00edn 3\/2<\/strong><\/em>. Sin embargo, al intentar interpretar los 28 cuantos con esp\u00edn 1<\/strong><\/em> de manera que este grupo incluya al glu\u00f3n, X\u00b1<\/sup><\/em><\/strong>, Z\u2070<\/em> <\/strong>y el fot\u00f3n, se descubre que la matem\u00e1tica impone aqu\u00ed restricciones excesivamente severas. Al menos, la part\u00edcula X\u00b1<\/sup><\/em><\/strong> queda excluida. Del mismo modo, al tratar de interpretar todas o casi todas las 56 part\u00edculas y antipart\u00edculas con esp\u00edn 1\/2 como leptones, antileptones, quarks y antiquarks, advertimos que no es posible asignar suficientes \u201csabores\u201d para completar la lista observada\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abCabe mencionar que en la supergravedad la energ\u00eda de la unificaci\u00f3n efectiva de las fuerzas es a\u00fan mayor que en el esquema de unificaci\u00f3n anterior\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abEn la teor\u00eda de la supergravedad debemos extrapolar nuestros conocimientos actuales desde energ\u00edas del orden de 10 GeV<\/em><\/strong> hasta magnitudes del orden de 10\u00b9\u2079 GeV<\/em><\/strong>, o quiz\u00e1 incluso superiores\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abMe parecen primordiales las siguientes cuestiones:<\/strong><\/span><\/p>\n\u00bfC\u00f3mo debe entenderse la ruptura espont\u00e1nea de la simetr\u00eda?<\/em><\/span><\/p>\nSi la ruptura espont\u00e1nea de la simetr\u00eda est\u00e1 efectivamente causada por part\u00edculas sin esp\u00edn, \u00bfdeben \u00e9stas ser objetos elementales dentro de la teor\u00eda?<\/em><\/span><\/p>\nEn tal caso, \u00bfno ser\u00e1 ello consecuencia de algo semejante a la Supersimetr\u00eda?<\/em><\/span><\/p>\nY si no lo son, \u00bfacaso no constituir\u00e1n combinaciones de otras part\u00edculas incluidas en la teor\u00eda?<\/em><\/span><\/p>\nA mi juicio, resulta muy dif\u00edcil creer que part\u00edculas sin esp\u00edn \u201cad hoc\u201d puedan ser acopladas de manera artificial a los numerosos par\u00e1metros arbitrarios requeridos para la adecuaci\u00f3n con los datos experimentales.<\/span><\/p>\n\u00ab\u00bfPor qu\u00e9 tenemos no solo quarks u<\/em><\/strong> y d<\/em><\/strong>, sino tambi\u00e9n c, s, b<\/em> y,<\/strong> probablemente, t<\/em><\/strong>? \u00bfPor qu\u00e9 en los leptones, nuevamente, existen tres pares de sabores: el electr\u00f3n y su neutrino, el mu\u00f3n y su neutrino, el lept\u00f3n \u03c4<\/strong><\/span> y su neutrino? \u00bfContinuar\u00e1 esta proliferaci\u00f3n?\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00ab\u00bfC\u00f3mo explicar el extra\u00f1o espectro de masas de quarks y leptones: familias ligeras, intermedias y pesadas? \u00bfQu\u00e9 origina estas incomprensibles relaciones entre las masas? Pienso que, en lo esencial, tenemos muy pocas posibilidades de responder a cualquiera de estas cuestiones. Todav\u00eda m\u00e1s serios parecen los problemas de la unificaci\u00f3n y la identificaci\u00f3n de los constituyentes fundamentales.\u00bb<\/span><\/p>\n\u00ab\u00bfPodremos comprender la relaci\u00f3n entre los objetos elementales de la teor\u00eda unificada propuesta y las part\u00edculas que aparecen como elementales en la experiencia, a las energ\u00edas alcanzadas hoy o en el futuro?\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abNo solo los objetos compuestos, derivados de la soluci\u00f3n de las ecuaciones fundamentales, pueden aparentar ser elementales y dar lugar a equ\u00edvocos\u2026 (por ejemplo, \u00a1el neutr\u00f3n! \u2014 N. N. Rozanov)<\/em>\u00bb…<\/span><\/p>\n\u00abSin embargo, todav\u00eda albergamos la esperanza de encontrar una \u00fanica y elegante ecuaci\u00f3n matem\u00e1tica con una estructura unificada, que explique los tres colores, el n\u00famero adecuado de sabores y todas las dem\u00e1s caracter\u00edsticas de la f\u00edsica de las part\u00edculas elementales. Se tratar\u00eda de una ecuaci\u00f3n para un supercampo gigantesco, con m\u00faltiples componentes que representen los diversos constituyentes elementales, unificados por la simetr\u00eda fundamental de la Naturaleza.<\/span><\/p>\nSi nuestros esfuerzos tienen \u00e9xito, la simplicidad no se manifestar\u00e1 en la econom\u00eda de part\u00edculas, sino en la econom\u00eda de principios (Preferiblemente: en la econom\u00eda de part\u00edculas y de principios (N.N.Roz\u00e1nov)).<\/em><\/span><\/p>\nPara concluir, dir\u00e9 que no debemos siquiera pensar que podamos llegar al final en la descripci\u00f3n de las part\u00edculas elementales. Es mucho m\u00e1s f\u00e1cil imaginar, que en lugar de una b\u00fasqueda infinita del descubrimiento de la realidad, nivel tras nivel, logremos resolver de manera definitiva el problema de las leyes f\u00edsicas fundamentales. <\/span>\u00bfC\u00f3mo podr\u00eda suceder esto? Podemos describirlo de forma operativa, sin entrar en la filosof\u00eda. En principio, se ver\u00eda de la siguiente manera:<\/span><\/span><\/p>\n\u2013 Tras nuevas confirmaciones experimentales de las teor\u00edas modernas, en el rango de energ\u00edas accesibles, nosotros, los te\u00f3ricos, proponemos una teor\u00eda unificada, compatible con todos los hechos conocidos y que prediga algunos nuevos.<\/span><\/em><\/p>\n\u2013 En un plazo razonable se realizan experimentos, con un coste asumible, que confirman esta teor\u00eda.<\/span><\/em><\/p>\n\u2013 Esto contin\u00faa durante un cierto tiempo y no se encuentra ninguna excepci\u00f3n (por supuesto, nunca ocurre as\u00ed, \u00a1pero por qu\u00e9 no podr\u00eda suceder?).<\/span><\/em><\/p>\n\u2013 Finalmente, se alcanza el l\u00edmite de la paciencia humana y de los recursos que pueden dedicarse a la verificaci\u00f3n de esta magn\u00edfica teor\u00eda. Y la humanidad la proclama como la teor\u00eda f\u00edsica fundamental y definitiva\u00bb ((1) pag. 265 \u2013 289).<\/span><\/em><\/p>\nPasemos ahora a los Principios matem\u00e1ticos de la filosof\u00eda natural (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) de Isaac Newton(2)<\/span>.<\/span><\/p>\n\n\u00abHasta ahora he explicado los fen\u00f3menos celestes y las mareas de nuestros mares a partir de la fuerza de la gravedad, pero no he se\u00f1alado la causa de la propia gravedad. Esta fuerza procede de alguna causa que penetra hasta el centro del Sol y de los planetas sin disminuir su eficacia, y que act\u00faa no en proporci\u00f3n a la magnitud de la superficie de las part\u00edculas sobre las que ejerce su acci\u00f3n, sino en proporci\u00f3n a la cantidad de materia s\u00f3lida; y su acci\u00f3n se extiende por todas partes a enormes distancias. La gravitaci\u00f3n hacia el Sol se compone de la gravitaci\u00f3n hacia las part\u00edculas individuales que lo constituyen y, al alejarse del Sol, decrece exactamente en proporci\u00f3n al cuadrado de las distancias.<\/span><\/strong><\/em><\/p>\nMas la causa de estas propiedades de la fuerza de la gravedad no pude derivarla de los fen\u00f3menos, ni forjo hip\u00f3tesis \u00a0((2) pag. 661\u2013662)\u00bb…<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n\u00abSer\u00eda deseable deducir, a partir de los principios de la mec\u00e1nica, los dem\u00e1s fen\u00f3menos de la naturaleza razonando de modo semejante, pues muchas razones me inducen a suponer que todos estos fen\u00f3menos dependen de ciertas fuerzas por las cuales las part\u00edculas de los cuerpos, debido a causas a\u00fan desconocidas, o tienden unas hacia otras y se agrupan en figuras regulares, o bien se repelen y se alejan unas de otras. Y dado que estas fuerzas permanecen desconocidas, hasta ahora han resultado infructuosos los intentos de los fil\u00f3sofos por explicar los fen\u00f3menos de la naturaleza\u00bb…<\/span><\/strong><\/em><\/p>\nDel prefacio de Newton a la primera edici\u00f3n de los Philosophiae Naturalis Principia Mathematica<\/em>, 8 de mayo de 1686.<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nEn consecuencia, Newton afirma que la interacci\u00f3n gravitatoria de los cuerpos materiales es, en esencia, una interacci\u00f3n entre las part\u00edculas microsc\u00f3picas de dichos cuerpos, y a\u00f1ade:<\/span><\/p>\n\n\u00abBasta con que la gravitaci\u00f3n exista realmente seg\u00fan las leyes que hemos expuesto, y que sea plenamente suficiente para explicar todos los movimientos de los cuerpos celestes y del mar.\u00bb<\/em>\u00a0((2) pp. 661\u2013662)<\/em>.<\/span><\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\nEn el Libro III \u201cSobre el sistema del mundo\u201d<\/em> ((2) pag. 502)<\/em>, Newton declara las reglas:<\/span><\/p>\n\nRegla I. \u00abNo se deben admitir otras causas que aquellas que sean verdaderas y suficientes para explicar los fen\u00f3menos\u00bb\u2026 \u00abLa naturaleza es simple y no se complace en causas superfluas\u00bb.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\nRegla II. \u00abPor lo tanto, en la medida de lo posible, se deben atribuir las mismas causas a los mismos tipos de manifestaciones de la naturaleza\u00bb.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\nRegla III. \u00abAquellas propiedades de los cuerpos que no pueden ser aumentadas ni disminuidas y que se muestran inherentes a todos los cuerpos sobre los cuales es posible realizar experimentos, deben ser consideradas como propiedades de todos los cuerpos en general\u00bb.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n
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<\/strong><\/h3>\n