Un Premio Nobel en el Instituto Balseiro

El Premio Nobel en Física David Gross brindará un coloquio en el Instituto Balseiro (CNEA/UNCUYO) el próximo viernes.

El evento se realizará a las 14,30 horas en el Salón de Actos del Instituto Balseiro, en el Centro Atómico Bariloche (Bustillo 9500) con entrada libre y gratuita. En esta ocasión, el coloquio se realizará en el idioma inglés.

 “En las fronteras de la física buscamos los principios que podrían unificar todas las fuerzas de la naturaleza y nos esforzamos en entender el origen y la historia del universo”, señaló el físico teórico David Gross sobre el tema de su charla. Además de brindar un coloquio el 30 de septiembre, dará una clase para estudiantes avanzados y se reunirá en una charla distendida con la comunidad académica del Instituto Balseiro.

Gross viajará a Bariloche desde su lugar de trabajo en el Instituto Kavli de Física Teórica de la Universidad de California, ubicado en Santa Bárbara, en los Estados Unidos. El físico es un referente no sólo de la teoría que explica una de las fuerzas de la Naturaleza, la interacción nuclear fuerte. Sino que también es uno de los referentes de la teoría de cuerdas.

“En este coloquio describiré algunas de las preguntas que nos hacemos y algunas de las respuestas propuestas. También discutiré qué podría significar tener una teoría final de física fundamental y si somos capaces de descubrirla”, agregó el Premio Nobel en Física. Fue invitado al Instituto Balseiro como profesor visitante en el marco del programa J. M. Maldacena y como antesala a su participación en la reunión de la Asociación Física Argentina que se realizará en octubre en Tucumán capital.

El prestigioso científico trabaja en el marco de la Teoría de Campos y la Teoría de cuerdas en las que ha tenido un rol protagónico. De hecho, en 2004, recibió el máximo galardón mundial en Física de la Academia Real de Ciencias sueca junto a otros dos físicos estadounidenses, David Politzer y Frank Wilczek, por el descubrimiento de la libertad asintótica en la teoría de la interacción fuerte.

Libertad asintótica

¿Cuáles son los ladrillos más pequeños de la Naturaleza? ¿Cómo actúan las distintas fuerzas conocidas en la materia? ¿Y cómo se combinan para construir lo que llamamos la realidad? Estos son algunos de los interrogantes que se realizan los físicos teóricos como David Gross, según explica en su sitio web la Real Academia de Ciencias de Suecia.

La física describe cuatro fuerzas de la naturaleza. Una de ellas es la gravedad, que es la más evidente para los humanos al hacer “caer” todo hacia el suelo y que también gobierna los movimientos de los grandes objetos, como los planetas y las estrellas del cosmos. Las otras tres fuerzas o interacciones se aplican al “microcosmos”, al mundo interior de los átomos también llamado el mundo cuántico. Ellas son la fuerza electromagnética, la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil.

Junto con sus colegas laureados, Gross realizó un aporte decisivo para avanzar en el desarrollo del Modelo Estándar de la Física de Partículas, que es el modelo que describe los objetos más diminutos de la Naturaleza y sus interacciones. Lo hicieron al lograr un mayor entendimiento de cómo funciona la interacción fuerte, que es la fuerza (también llamada “la interacción de color”) que une dentro del núcleo atómico a las piezas más pequeñas de la materia: los quarks.

En concreto, Gross, Politzer y Wilczek descubrieron una propiedad de la fuerza de interacción fuerte que explica por qué los quarks se comportan casi como partículas libres sólo en altas energías. Las partículas libres son aquellas que no están sometidas a ninguna fuerza y se caracterizan por su velocidad constante.

Gross y sus colegas hallaron que cuanto más cerca los quarks están entre sí, más débil es la fuerza o interacción nuclear y que los mismos se comportan casi como partículas libres. En pocas palabras: la interacción nuclear fuerte se debilita en cortas distancias. A eso se le llamó “libertad asintótica”. Y, por el contrario, cuanto mayor es la distancia entre los quarks, la fuerza se vuelve mayor. Una metáfora útil para visualizar el fenómeno es lo que ocurre con una banda elástica: cuando se estira, mayor es la fuerza entre sus moléculas y al revés.

El descubrimiento teórico de la “libertad asintótica” concerniente a la interacción fuerte, también llamada fuerza de color, llevó a fundar la teoría de la CromoDinámica Cuántica (QCD, por sus siglas en inglés) que hoy es la teoría aceptada para explicar las interacciones fuertes en física cuántica.

Gross luego incursionó en la teoría de cuerdas, y hoy es uno de los referentes de una de las teorías candidatas a brindar una explicación unificada de las cuatro fuerzas de la Naturaleza. Sin dudas, este coloquio será una cita para apasionados de la física a la que no se puede faltar.