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«Grandes ideas de la física» para celebrar 20 años de la colección TEMAS

Celebramos el 20º aniversario de la colección TEMAS de Investigación y Ciencia con una recopilación única de artículos escritos por algunos de los físicos más brillantes de las últimas décadas. Seis «joyas» de nuestra hemeroteca reeditadas para esta ocasión especial.

Desde 1995, la colección TEMAS de Investigación y Ciencia viene publicando síntesis monográficas de los mejores artículos de nuestra hemeroteca con el propósito de ofrecer una visión completa y profunda de las distintas ramas que configuran el conocimiento científico.

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Con el número 80, TEMAS cumple este mes 20 años. Para celebrarlo, hemos preparado una edición especial que ofrece un recorrido excepcional por algunas de las ideas que han fraguado la visión moderna de la física de partículas, la gravitación y la cosmología:

Grandes ideas
de la física

(ver el sumario)

 

Se trata de una recopilación de artículos de referencia que cuenta, además, con la presentación de Luis Ibáñez, catedrático de física teórica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), miembro del Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC) y uno de los mayores expertos mundiales en fenomenología de cuerdas.

Todos los artículos de este número, cuidadosamente reeditados para la ocasión, destacan tanto por la genialidad de sus autores —varios de ellos premios nóbel— como por la relevancia de las ideas que exponen, en su día revolucionarias y hoy piedras angulares de la física fundamental. Asimismo, admiten una interesante lectura en clave histórica, debido al momento en que estos conceptos fueron presentados al gran público. 

El primero de los protagonistas del monográfico es el artículo «Problemas físicos con muchas escalas de longitud» (Investigación y Ciencia, octubre de 1979) de Kenneth Wilson, quien fue catedrático en Cornell y en la Universidad estatal de Ohio. En él, el autor expone con gran maestría su teoría de los fenómenos críticos basada en el grupo de renormalización, que le valió en 1982 el premio Nobel de física. Con ello Wilson refundó un concepto, el de renormalización, clave en la comprensión actual de todas las teorías de campos.

Le sigue «El confinamiento de los quarks» (Investigación y Ciencia, enero de 1977), donde Yoichiro Nambu, catedrático emérito de la Universidad de Chicago, presenta algunas propuestas para comprender la física de los constituyentes del protón y el neutrón. Nambu ha realizado numerosas contribuciones de primer orden a la física teórica; entre ellas, el descubrimiento en 1960 del mecanismo de ruptura espontánea de simetría en física de partículas, por el que recibió el premio Nobel en 2008. También participó de manera esencial en el desarrollo de la cromodinámica cuántica y la teoría de cuerdas.

El viaje por los detalles del mundo subatómico continúa en «Teorías gauge de las fuerzas entre partículas elementales» (Investigación y Ciencia, agosto de 1980), de Gerard 't Hooft, catedrático de física de la Universidad de Utrecht. En 1971, 't Hooft demostró la posibilidad de renormalizar las teorías gauge no abelianas, o teorías de Yang-Mills. Aquel trabajo apuntaló la estructura matemática del modelo estándar, razón por la que el investigador recibiría el premio Nobel de física en 1999. También ha destacado por sus investigaciones en cromodinámica cuántica y física de agujeros negros.

No podía faltar a esta cita «La mecánica cuántica de los agujeros negros» (Investigación y Ciencia, marzo de 1977), célebre artículo de Stephen Hawking, catedrático emérito de la Universidad de Cambridge. Hawking es unánimemente reconocido por sus contribuciones a la cosmología teórica y al estudio de la estructura matemática de la relatividad general. En 1974 demostró que los efectos cuánticos causan la emisión de radiación por parte de los agujeros negros. Aquel hallazgo estableció una profunda conexión entre gravitación, mecánica cuántica e información cuyas implicaciones siguen guiando la investigación en gravedad cuántica aún hoy.

Otro de los clásicos recuperados para esta ocasión es «Supercuerdas» (Investigación y Ciencia, noviembre de 1986), una excelente introducción a la teoría de cuerdas de la mano de uno de sus fundadores, Michael Green, actual titular de la cátedra Lucasiana de Matemáticas de la Universidad de Cambridge. Entre las múltiples aportaciones de Green a dicha teoría sobresale el mecanismo de cancelación de anomalías en la supercuerda de tipo I, formulado en 1984 junto con John Schwarz. Aquel resultado demostró la viabilidad de la teoría de cuerdas como candidata a unificar todas las interacciones fundamentales, incluida la gravedad.

Este recorrido por las grandes ideas de la física fundamental se cierra con «El universo inflacionario» (Investigación y Ciencia, julio de 1984), donde Alan Guth, catedrático de física en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, y Paul Steinhardt, en la actualidad director del Centro de Ciencia Teórica de la Universidad de Princeton, exponen los fundamentos de la teoría inflacionaria, uno de los pilares de la cosmología moderna. En 1980, motivado por problemas relacionados con la física de partículas, Guth propuso que el universo pudo haber experimentado una fase de expansión acelerada durante su primera fracción de segundo. Dicha hipótesis, que el investigador bautizó como «inflación», resolvía de un plumazo varios de los inconvenientes de la teoría tradicional de la gran explosión. Hoy constituye la tesis más aceptada sobre el origen del universo. Steinhardt contribuyó desde sus inicios al desarrollo de la teoría inflacionaria, la cual amplió con un modelo que evitaba algunos de los problemas de la propuesta original de Guth. Es también conocido por sus trabajos sobre modelos cosmológicos alternativos, sus investigaciones sobre energía y materia oscuras y su teoría de los cuasicristales. 

Para Ibáñez, los artículos incluidos en este monográfico «dan un panorama de completa actualidad sobre la física de lo más pequeño y lo más grande». Confiamos en que sirva a todos aquellos interesados en entender mejor la imagen actual de las leyes fundamentales de la naturaleza. 

— IyC

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