Gerard ’t Hooft - Partículas elementales

GERARD 'T HOOFT (Den Helder, Países Bajos, 5 de julio de 1946) es un físico neerlandés cuyo trabajo en física teórica en la Universidad de Utrecht fue reconocido con el Premio Nobel de Física del año 1999.​ Sus principales méritos consistieron en elucidar la estructura cuántica de la interacción electrodébil en la física de partículas.

También ha realizado importantes contribuciones en la teoría de las variables ocultas, estableciendo que es posible una mecánica cuántica determinista mediante aplicaciones de autómatas celulares en una teoría cuántica de campos discreta.

El asteroide (9491) Thooft, para cuyos futuros habitantes escribió una constitución,​ es llamado así en su honor.

Título original: In Search of the Ultimate Building Blocks

Gerard ’t Hooft, 1996

Traducción: Ignacio Zúñiga

Editor digital: Un_Tal_Lucas

ePub base r2.1

[1] Véase, por ejemplo, A. Pais, Inward Bound, Of Matter and Forces in the Physical World, Clarendon Press/Oxford University Press, Oxford-Nueva York, 1986.

[2] Del inglés Theory of Everything (N. del t.)

[3] Véase, por ejemplo, Robert P. Crease y Charles C. Mann, The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth-Century Physics, Macmillan, Nueva York, 1986.

[4] Véase, por ejemplo, Anthony Hey y Patrick Walters, The Quantum Universe, Cambridge University Press, 1987, o Leon M. Lederman y David N. Schramm, From Quarks to the Cosmos, Tools of Discovery, The Scientific American Library, Nueva York, 1989.

[5] Véase H. B. G. Casimir, Haphazard Reality, Harper & Row, Nueva York, 1983.

[6] El lector que no esté familiarizado con el concepto de «masa» puede apañarse con la receta de que todos los objetos sobre la Tierra tienen masas iguales a sus pesos (las masas también se miden en gramos o kilogramos), pero el peso es la fuerza con la cual la Tierra atrae el objeto hacia su interior. En una nave espacial su masa es la misma que en la Tierra pero su peso es prácticamente cero.

[7] Que el estado cuántico de una partícula «salte» sólo porque está siendo detectada se presenta a veces como si fuera un axioma especial de la mecánica cuántica. Realmente este salto no es más que una descripción muy simplificada de un proceso complicado de interacción que tiene lugar en el detector. La «detección» realmente significa que un fenómeno microscópico (tal como el movimiento de una partícula) provoca el cambio a un estado diferente de un número enorme de moléculas en el «detector» (una aguja o un indicador luminoso).

[8] Esto es, si la masa M se define por la ley de Newton F = M × a. Los profesores de física moderna prefieren redefinir la masa de manera que sea independiente de la velocidad.

[9] El que viaja en la nave espacial y siente la aceleración del motor acabará siendo el más joven de los dos. El hecho de que el otro sienta el campo gravitatorio de la Tierra sólo puede ser considerado en el marco de la teoría de la relatividad general.

[10] Véase n. 8 del capítulo 1.

[11] Rabi fue uno de los descubridores de la resonancia magnética, técnica utilizada para estudiar muchas propiedades de los átomos y las moléculas en un campo magnético. Él también fue uno de los fundadores del laboratorio de investigación subatómico europeo, CERN, en Ginebra.

[12] Los subíndices L y S son respectivamente las iniciales de las palabras inglesas long, largo, y short, corto (N. del t.)

[13] En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un núcleo radioactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.

[14] Iniciales de las palabras inglesas up, down y strange respectivamente, que se han convertido en la notación estándar de los quarks (N. del t.).

[15] Con tres quarks y tres antiquarks se pueden formar nueve posibles combinaciones, pero la novena, un estado que cambia continuamente de uu a dd y ss, tiene un comportamiento excepcional. Este objeto llamado η ‘ es considerablemente más pesado que los otros.

[16] Pero podemos entender esto de manera más precisa. Como los tres tipos de quarks pueden tener «espín hacia arriba» o «espín hacia abajo», tenemos en total seis elementos, que dan lugar a 56 combinaciones diferentes de estos tres quarks. Cada elemento del decuplete tiene espín / y puede, por lo tanto, rotar de cuatro formas diferentes alrededor de su eje (uno de esos hechos maravillosos en mecánica cuántica sobre el que no insistiré). Los miembros del octeto tienen espín / y, por lo tanto, sólo pueden rotar de dos formas diferentes y así es como salen los números: 56 = 4 × 10 + 2 × 8.

[17] Acrónimo de quantum electrodynamics (N. del t.).

[18] Estos valores son los correctos en 1995.

[19] Algunos lingüistas dicen que la palabra correcta hubiera sido positón ya que esta partícula tiene una carga positiva y no «positriva» en contraste con la carga negativa del electrón. La palabra, sin embargo, deriva de positivo + electrón.

[20] El lector debe notar que por «él» siempre quiero significar «él o ella», aunque desgraciadamente el número de físicas teóricas es todavía muy pequeño.

[21] «S» viene de scattering (‘dispersión’), el proceso de colisión entre partículas. Matemáticamente, los estados son vectores, y una matriz es una tabla cuadrada de números con la cual los vectores se transforman en otros vectores.

[22] Traducción de charm, por cuya inicial, c, se le conoce (N. del t.).

[23] Yo iba en el ascensor.

[24] El fundamento de su argumentación ya había sido sugerido unos años antes por Gell-Mann y Maurice Lévy en una nota a pie de página de una publicación acerca de un modelo de partículas con interacción débil.

[25] Sorprendentemente, los electrones que forman el par están ligados muy débilmente. La situación recuerda a una pista de baile en la que se baila música pop muy rápida, donde es casi imposible reconocer a la pareja de cada uno. Schrieffer explicó más tarde por qué la teoría era tan difícil: porque hay que escribir la coreografía para una danza con más de un millón de millones de millones de parejas de bailarines.

[26] Pequeños roedores que habitan regiones al norte de los continentes Americano y Eurasiático, notables por sus migraciones periódicas y las regulares variaciones de la población (N. del t.).

[27] Hay, sin embargo, una restricción a la velocidad de los átomos que fluyen, que debe permanecer por debajo de un cierto valor límite. Solamente cuando la velocidad es inferior a este límite, la resistencia es cero.

[28] ¡Las partículas de Goldstone casi existen, véase el siguiente capítulo!

[29] Aparte de un detalle técnico, las llamadas «anomalías»; en las versiones modernas del modelo esta cuestión está resuelta. Véase el capítulo 17.

[30] Yo adoraba a Symanzik y esa visita fue inolvidable. Symanzik tenía todas las paredes de su apartamento, al menos las que no estaban cubiertas de libros, llenas de pósters, la mayoría de los cuales eran de mujeres atractivas. Los dos más grandes eran «de sus dos héroes»: Albert Einstein y Brigitte Bardot.