Es difícil escribir de física cuántica sin ser polémico, y más cuando uno no es aventajado en estos temas. Solo quiero hacer una reseña acerca de un prepint del fisico Art Hobson de la universidad de Arkansas, titulado "there are no particles, there are only fields", "No hay partículas, solo hay campos". Recomiendo su pausada lectura; tuve que leerlo varias veces , es absolutamente enriquecedor en cuanto a la urgente necesidad de poner en evidencia los vacíos de sentido que todavía se ciernen en cuanto a la divulgación de teorica cuántica de campos, pero por encima de todo lo más interesante, su tesis: Que las cosas están hechas de campos cuánticos.
Leímos y estudiamos la teoría atómica con las ideas del modelo propuesto por dalton, bohr y rutherford. La imagen mental de que las entrañas de la materia están constituidas por neutrones y protones en el núcleo del átomo rodeado de una pequeña bolita llamada electrón que gira sobre sí misma y a su vez esta rotando alrededor, es la que se adviene y recordamos. ¿Pero es cierta esta idea a la luz de lo que ya sabemos en teoría de campos?
La imagen clásica del átomo como una pequeñísima esfera rodeada de una nube de electrones, asemejandose a un pequeño sistema solar a escala, es la que ha cautivado a todo el mundo moderno y que ha llenado la imaginación desde los libros de texto hasta los programas y series de divulgación científica. Quiero decir junto con hobson que esta imagen es errada. La física de partículas, en realidad se llama teorica cuántica de campos, porque se piensa que las partículas no son objetos fundamentales, sino derivados. Los campos cuánticos son los objetos fundamentales desde los cuales se derivan las partículas. Pero entonces, ¿qué es una partícula?
Una particula vendría a ser el resultado de las fluctuaciones de uno o más campos cuánticos.
Por ejemplo, la partícula del electrón es el resultado de la fluctuación del campo electronico. Con los resultados de los experimentos en los grandes colisionadores, se ha podido comprobar que la oscilación del campo electrónico que tiene como derivado al electrón, no tiene estructura interna, que ni siquiera es una partícula puntual, no tiene tamaño, ni un radio característico.
Pero entonces ¿que es un electrón? Para responder a esto, antes primero hablemos un poco acerca de lo que es un campo.Todos desde nuestra física de colegio tenemos una imagen intuitiva de lo que es un campo, como el campo magnético que crea un imán ó el campo de gravedad que crea una estructura densa sobre una menor. El campo para nosotros se intuye como una imagen espacial, un concepto de acción de un objeto sobre otro y que lo gobierna una ley especifica que hace posible su coherencia. Por ejemplo, la acción del campo electromagnetico que se crea cuando una corriente pasa por un conductor, está determinada por las leyes de maxwell, donde los campos de electronicidad y magneticidad (si se me permiten estos conceptos), son los responsables de la creación de este efecto de conducción eléctrica y momento magnético. En ultimas, el campo es una función de una o varias componentes con un valor asociado en cada uno de los puntos del espacio tiempo que comparten.
Así que la oscilación del campo electrónico produce una excitación cuántica que se denomina electrón. Y así sucede con todo los campos oscilantes desde el campo de protón hasta elcampo gravitatorio que derivaría en la teorica partícula del gravitón (todavía no detectada). Lo que hace Hobson es poner orden epistemologico a lo que hasta ahora ningún libro de divulgación en teoría cuántica de campos había hecho, que los datos experimentales se deben explicar en términos de campos cuánticos y que las entidades físicas fundamentales de la materia son los CAMPOS CUANTICOS no las partículas.
Los campos cuánticos, dice hobson, son una propiedad intrínseca del espacio, es una topología que es común a todo el universo, y que sus fluctuaciones se mueven por el espacio-tiempo a una velocidad cuyo limite es la de la luz. Para colocarlo aún más en contexto, tomemos por ejemplo, el experimento de la doble rendija, tanto el campo electrónico como el campo electromagnético se extienden por todo el camino desde la radiación de la fuente, desde el emisor no es que cree un nuevo campo, sino que perturba el ya existente, produciendo una excitación (fotón) que se propaga por todo el recorrido siguiendo las leyes de la relatividad, como el campo tiene una topología extensa que es común a la fuente como a la rendija, la excitación del campo electrónico ya tiene la "información" que le permite "saber" al fotón si la rendija esta abierta o cerrada; pero no es por una propiedad de la partícula, sino por la condición de la oscilación del propio campo (el electrónico) que lo permite.
Para terminar, y sin inducir a equivocos, lo que hobson pretende clarificar es la profunda ambigüedad que todavía se cierne al escribir acerca de los hallazgos de en teoría cuántica de campos. Concluye que és en términos de campos como las diferentes funciones de la realidad cuántica se expresan. Que, tal vez, en el principio la fluctuación de lo que pensamos fue el campo primigenio y el propio vacío cuántico produjo una excitación o singularidad que con tal energía abrió la naturaleza del tejido del espacio-tiempo tal y como lo conocemos. Pero podemos preguntarnos aún más, a ¿qué se reduce la naturaleza de esa oscilación del campo?
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1204/1204.4616.pdf
No hay comentarios.:
Publicar un comentario