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1 de Mayo de 2019
Física cuántica

¿Es el universo un autómata celular?

El premio nóbel de física Gerard 't Hooft explica en esta entrevista una propuesta para derivar la mecánica cuántica a partir de leyes completamente deterministas.

© MF3d/iStockphoto

En síntesis

Gerard 't Hooft ha destacado por sus investigaciones en física de partículas y gravedad cuántica. Varios de los resultados obtenidos a lo largo de su carrera son considerados hoy pilares de la física matemática.

En 1999 recibió el premio Nobel de física por sus investigaciones en teoría cuántica de campos. El físico demostró la coherencia interna de la clase de teorías empleadas para describir las interacciones entre partículas elementales.

En los últimos años ha dirigido su trabajo hacia los fundamentos de la mecánica cuántica. En esta entrevista esboza sus ideas para derivar esta teoría fundamental a partir de un modelo clásico y determinista.

Gerard 't Hooft nació en 1946 en Den Helder, una pequeña ciudad de los Países Bajos. Estudió en la Universidad de Utrecht, donde se doctoró en 1972. Durante su tesis doctoral demostró un profundo resultado sobre la estructura matemática de las teorías de campos usadas en el modelo estándar de la física de partículas. Junto a quien fuera su director de tesis, el también neerlandés Martinus Veltman, aquel trabajo de juventud le valdría el premio Nobel de física en 1999. Reconocido también por sus investigaciones en cromodinámica cuántica y física de agujeros negros, en los últimos años 't Hooft ha centrado sus intereses en desarrollar un modelo determinista capaz de reproducir las predicciones de la mecánica cuántica. En esta entrevista habla sobre las perspectivas de dicho modelo y sobre la evolución que ha seguido la física teórica durante las últimas décadas.

Profesor ’t Hooft, en agosto de 1980 publicó usted un artículo en esta revista sobre el modelo estándar de la física de partículas. En él intentaba explicar el mundo subatómico a partir de los conocimientos de los que se disponía en aquellos años. ¿Cómo han evolucionado desde entonces esos conceptos teóricos?
En aquella época el modelo estándar era el modelo matemático más simple que daba cuenta de los datos experimentales. No pensábamos que fuera a mantenerse vigente durante tantos años. Más bien al contrario, esperábamos que, con el tiempo, fuera necesario introducir algunas modificaciones.
No hay duda de que, gracias a los experimentos realizados desde entonces, hemos logrado grandes descubrimientos, como el bosón de Higgs, detectado en 2012 en el CERN. Pero los conceptos teóricos se han mantenido prácticamente intactos durante casi cuarenta años. Algunos investigadores esperaban que el hallazgo de nuevos tipos de partículas nos diera pistas sobre una teoría más fundamental. Sin embargo, hasta ahora tales partículas no han aparecido.

 

Es por tanto una buena noticia que el modelo estándar sea tan resistente.
Sí y no. Aunque el modelo estándar describe muy bien las partículas subatómicas, presenta también enigmas. Por ejemplo, no entendemos las constantes fundamentales de la naturaleza. ¿Por qué tiene el electrón la masa que tiene y no otra?
Aunque podemos medir con gran precisión la mayoría de las constantes de la naturaleza, ignoramos su origen. Todos los intentos de explicar su valor exacto han fracasado. La única salvedad es el llamado principio antrópico, que afirma que los valores de las constantes fundamentales son los que vemos ya que, de otra manera, no podríamos existir. Pero este tipo de argumentación no satisface a la mayoría de los científicos.

 

Todavía no es posible comprobar experimentalmente ninguna teoría que unifique las cuatro interacciones fundamentales. Sin embargo, muchos defienden que tal teoría unificada debería ser simple y elegante; es decir, «natural». En ella no habría lugar para un valor arbitrario de las constantes de la naturaleza. Usted introdujo el concepto de naturalidad hace ya cuarenta años. ¿Sigue pensando que ofrece el camino correcto para entender las leyes de la naturaleza, o necesitamos ideas radicalmente nuevas?
Hoy la noción de naturalidad está siendo muy cuestionada. La «natural» teoría de cuerdas predice nuevas partículas, pero hasta ahora los físicos del CERN no han conseguido detectarlas. No sé si la idea de naturalidad puede todavía salvarse. Es posible que necesitemos definiciones completamente nuevas.

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