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La búsqueda de las ondas gravitacionales

Se continúa resumiendo en este post las líneas de investigación más destacadas de la Física moderna explicadas en el número especial de verano de la revista francesa La Recherche. Se aborda en él las investigaciones mundiales actuales sobre las ondas gravitacionales y sobre la teoría cuántica a escala del hombre. Las dos investigaciones están interrelacionadas y juntas contribuyen a la búsqueda de una “ley del todo” para la naturaleza de nuestro mundo. Se mencionan dos de los artículos relacionados con estos temas incluidos en el reportaje al que se hace referencia.

(Continuación)

Hay otros temas de enorme interés tratados en el número de la revista La Recherche que venimos comentando. Uno de ellos es el del mundo cuántico reconciliado con el mundo macroscópico en el que vivimos.

Como bien se sabe, la singularidad del funcionamiento de la materia a nivel subatómico sigue sorprendiendo a los físicos aunque tal singularidad es hoy totalmente aceptada. A nivel subatómico los electrones y otras partículas se comportan extrañamente, no poseen una posición y una velocidad perfectamente determinadas y pueden encontrarse en dos lugares distintos al mismo tiempo. Las partículas son a la vez ondas y corpúsculos y la ley que rige allí en lo profundo de la materia es la indicada por el principio de indeterminación de Heisenberg, según el cual, es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula. Por extensión se suele también decir que la mera observación o el acto de medida en sí de tal posición es lo que la determina. Es decir, que la realidad viene establecida por el observador o medidor. Es lo que hemos llamado en otros posts de este blog el “colapso de la función de onda”.

Admitido ese funcionamiento raro, que Einstein llamó “fatasmal”, de las partículas en el interior del átomo, el gran problema al que se han enfrentado durante mucho tiempo los físicos es el de cómo se compagina ese funcionamiento con la realidad — continua, homogénea y hasta cierto punto determinada — de la materia al nivel macroscópico, o escala natural, en el que los hombres vivimos.

Tal problema es para algunos, especialmente para los biólogos, inexistente ya que simplemente consideran que lo que pueda ocurrir en las profundidades de los átomos no tiene por qué afectar a las leyes naturales al nivel de los fenómenos observados directamente.

Sin embargo, desde que la mecánica cuántica se generalizó como teoría o interpretación del funcionamiento interno de las partículas subatómicas entre los físicos y científicos en general, tras las obras destacadas de Planck (1858 – 1947), Louis De Broglie (1892 – 1987), Niels Bohr (1885 – 1962), Erwin Schrödinger (1887 – 1961), Werner Heisenberg (1901 – 1976) y otros, la gran cuestión que ha preocupado a todos es la de cómo las leyes cuánticas se compaginaban con las leyes de la relatividad general de Einstein que son las consideradas válidas a nivel macroscópico.

Esa compaginación, que se busca insistentemente, es la ley unitaria de la naturaleza que constituiría una ley general que pudiera explicar nuestro mundo desde el infinito más profundo en el interior de la materia hasta el infinito más externo en el cosmos, y que uniría en una sola ley el funcionamiento de las cuatro fuerzas o interacciones hoy conocidas.

Dichas cuatro interacciones fundamentales según el llamado “modelo estándar” son: la interacción nuclear fuerte, la interacción nuclear débil, la interacción electromagnética y la interacción gravitatoria.

Casi toda la historia de la física moderna, como decimos, se ha centrado en la unificación de estas interacciones. Hasta ahora la interacción débil y la electromagnética se han podido unificar en lo que se llama la interacción electrodébil y es la única resuelta. En cambio, la unificación de la fuerza fuerte con la electrodébil es el motivo de toda la teoría de la gran unificación que está todavía por llegar. Lo que sería finalmente, la “teoría del todo”, involucraría esta interacción electronuclear del interior del átomo con la gravedad.

La búsqueda de dicha ley general, o “ley del todo”, lleva consigo la identificación de la ondas gravitacionales, las cuales son las ondas “espacio-tiempo” anunciadas por Eisntein de las cuales hay indicios procedentes de las galaxias y, particularmente de los púlsars (estrellas de neutrones que emiten radiación periódica), pero que todavía no han sido descubiertas con precisión.

En el reportaje de la revista francesa La Recherche hay varios artículos relacionados con estos dos temas: el descubrimiento de las ondas gravitacionales y la confirmación de que el comportamiento cuántico de la materia llega hasta el tamaño del hombre.

Se refieren más bien a los avances en la investigación y medida de dichos fenómenos y a la mejora de los instrumentados y métodos de investigación empleados. El primero de dichos artículos debido a Pascaline Minet se refiere a los dos grandes proyectos de detección de las ondas gravitacionales existentes hoy en el mundo: el LIGO (acrónimo inglés para “observatorio de ondas gravitacionales por interferómetros de láser”) que comprende tres interferómetros en dos sitios distintos de los Estados Unidos, uno en el Estado de Washington y el otro en el de Luisiana; y el proyecto italo-francés VIRGO situado en Cascina, cerca de Pisa, en Italia.

Ambos proyectos están en la actualidad instalando interferómetros de una sensibilidad diez veces mayor que la de los actuales, lo que permitirá buscar fuentes de ondas gravitacionales diez veces más lejanas que las investigadas hasta ahora.

(Continúa en el post que sigue)

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Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.
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