"Estamos descubriendo la estructura matemática profunda de la materia"

En Estados Unidos los científicos cambian frecuentemente de universidad, o de laboratorio, y suelen evitar enfrascarse mucho en líneas de investigación ignoradas por sus colegas. John Schwarz ha hecho todo lo contrario a lo largo de su carrera. Pasó de la prestigiosa Universidad Princeton, con el doctorado recién hecho, al no menos prestigioso Caltech (California), en 1972. Y allí ha trabajado desde entonces.En 1974 descubrió, junto con su colega Joel Scherk, algo que ellos, pero casi nadie más, vieron que era un avance clave en la física teórica: vislumbraron, en una formulación diseñada para otro problema, una combinación consistente de la gravedad con la mecánica cuántica. Habían concebido las supercuerdas, y en ello sigue todavía Schwarz, a sus 55 años.

Schwarz se ha convertido no sólo en un reconocidísimo físico teórico del área, sino también en una especie de monumento vivo a la pasión y fidelidad por un campo de investigación soldado a las matemáticas que está viviendo ahora una época dorada con centenares de personas metidas en ello. Recientemente, Schwarz ha estado trabajando en Madrid con sus colegas de la Universidad Autónoma.

Pregunta: ¿Cómo es ese instante en que uno tiene la idea genial? ¿Es un ¡Eureka! o es un proceso lento de reflexión?

Respuesta: Teníamos esa formulación delante de la cara y, en cierto sentido, era sólo cuestión de hacer la interpretación correcta. Llevábamos trabajando cinco años en el asunto y al verlo como una teoría de la gravedad y las otras fuerzas todo tenía sentido.

P. ¿Fue bienvenida su idea por la comunidad científica?

R. Al principio yo creo que no hubo el más mínimo interés; se ignoraba. La cuestión tardó diez años en despertar un interés sustancial. Luego se avanzó muy rápidamente.

P. ¿Cuál es para. usted el enorme atractivo de las supercuerdas, el interés que le ha arrastrado durante tantos años?

R. Aunque nuestros conocimientos están lejos de ser completos, estoy convencido de que estamos desarrollando una comprensión profunda de la estructura fundamental matemática de la materia. Es, en mi opinión, la única posibilidad de construir algo como el universo que observamos.

P. ¿Se necesitan las matemáticas para construir el universo?

R. Para descubrirlo.

P. ¿Al tener en cuenta todas las fuerzas de la naturaleza, aspiran ustedes a una denominada teoría del todo?

R. No me gusta esa expresión. Lo que hace esta teoría de supercuerdas es una descripción completa de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, pero no me gusta eso de Teoría del Todo, porque parece que hace algo más, mientras que hay otras preguntas científicas que no contestaría una teoría de supercuerdas.

P. Entonces, aunque se estableciese esta teoría, no sobraría el resto de la ciencia?

R. Dirac, cuando descubrió la ecuación relativista del electrón, dijo que la química quedaba, en principio, explicada.

En cierto sentido técnico tenía razón, pero eso no significa nada, porque para que fuera como él decía se requeriría un poder de computación inimaginable, incluso con computadoras de dentro de cien años. En principio, una teoría del universo microscópico es responsable de las propiedades físicas de otras cosas observables, pero en la práctica es imposible matemáticamente pasar de una a otra. Es necesario desarrollar otros campos de investigación.

P. ¿Así que los físicos del futuro tienen trabajo aunque triunfen con las supercuerdas?

R. Si quieres explicar el universo observable, además de las ecuaciones que describen el universo microscópico, necesitas también las condiciones iniciales y, entonces, en principio, podrías describir su evolución. Pero no está claro que se logre una teoría de las condiciones iniciales, y. aunque fuera así, no se podría explicar. todo lo que ha sucedido, porque no podemos deducir matemáticamente todo: el hecho de que la Tierra exista, de que nosotros estemos aquí sentados, porque la mecánica cuántica es probabilística, hay accidentes mecanicocuánticos y no puedes explicar todo a partir de un principio.

P. ¿Qué pueden entonces lograr con las supercuerdas?

R. Esperamos explicar las partículas elementales y sus propiedades y sus fuerzas de interacción, explicar lo que sucede con el espacio y el tiempo a distancias muy pequeñas. Sería un modelo muy predictivo capaz de explicar muchos fenómenos. Están emergiendo nuevos conceptos, es fascinante esta conjunción de la gravedad y la mecánica cuán tica.

P. ¿Cómo describe el universo esta teoría?

R. Es una estructura matemática que requiere la gravedad para su consistencia, mientras que todas las teorías físicas previas en las que está implicada la mecánica cuántica no son consistentes al introducir la gravedad, que es un a de las fuerzas de la naturaleza y que no puedes dejarla de lado si quieres tener una comprensión completa.Otra idea básica es que en cierto sentido sólo hay una partícula elemental, un tipo de cuerda que puede vibrar y moverse en modos diferentes. Así, todas las partículas observadas [como los quarks o los electrones] son diferentes movimientos y configuraciones de una supercuerda. La teoría exige que haya dimensiones espaciales adicionales, no sólo las tres que observamos, sino más, siete según los trabajos más recientes. De modo que tenemos diez dimensiones espaciales más el -tiempo.

P. ¿Pero cómo sería una vaca, o una mesa, en diez dimensiones espaciales?

R. [sonríe] Las dimensiones extra de estas cuerdas tienen que estar enrolladas en sí mismas en configuraciones muy pequeñas de manera que no las observamos normalmente. La única manera de verlas sería en experimentos de muy alta energía, muy por encima de la alcanzada en los aceleradores de partículas actuales.

P. ¿Son dimensiones sólo visibles para los matemáticos?

R. Los matemáticos encuentran interesantes estas teorías porque las dimensiones extra pueden tener geometrías muy complicadas y hay toda una rama matemática dedicada a explicar sus propiedades.

P. Los críticos de la teoría de supercuerdas señalan constantemente que no se pueden hacer experimentos para contrastarla. ¿Es una forma nueva de hacer física?

R. Todo este tema se ha desarrollado de forma diferente a revoluciones previas en física. Entiendo que fastidia a algunas personas y yo preferiría que tuviéramos más contacto directo con experimentos. Pero estoy convencido de que es falso afirmar que no habrá contacto experimental y creo que se van a confirmar predicciones muy importantes de la teoría en aceleradores de partículas.

P. Pero hacer física durante 25 años sólo pensando y pensando...

R. Ha habido otros ejemplos en física teórica que era abstracta y no inmediatamente relacionada con los experimentos. Tal vez lo que carezca de precedentes sea que tantos físicos teóricos estén metidos en algo así a la vez.