La imposibilidad del silencio y una breve apología del taburete

En un principio era la nada y la nada es de una simetría apabullante. La mires por donde la mires, la gires como la gires y la muevas como la muevas la nada permanece inmutable. Luego Dios creó la tierra y los cielos, y la simetría se fue al carajo.

Si se paran a pensarlo, este desafortunado incidente es un gesto de muy mal gusto, que tiene como una de sus consecuencias más inefables la existencia de las sillas. Se lo explico: resulta que usted dispone de una nada perfectamente simétrica y bella y unas leyes físicas igualmente simétricas y bellas. ¿Por qué iba a surgir de tanta perfección un objeto tan fatalmente asimétrico como es una silla? No, en serio: levántese de su silla, obsérvela, dé vueltas a su alrededor, muévase. Con un poco de suerte su silla tendrá simetría longitudinal. Si es de los afortunados que posee un taburete, observará atónito cómo sus simetrías se multiplican por ocho. Tómese un segundo para vanagloriarse de este hecho: rótelo noventa grados, ciento ochenta, doscientos setenta, ¡trescientos sesenta! Observe sus cuatro ejes de simetría: las dos transversales, las dos diagonales. Un taburete es ciertamente un objeto magnífico.

Aunque obvia una vez planteada, la falta de simetría en la realidad es un problema de categoría. Las leyes físicas no dejan lugar a la duda: te miran con sus ojitos de simetría evidente y los imagino llorosos al ver esos pedruscos informes, esas nubes atrofiadas o esos edificios de Frank Gehry. La física se ha abandonado a una teoría del todo, pero la realidad sugiere otra cosa: una teoría de la nada. Una teoría que se desmenuza como un huevo de gallinas felices en las manos de un púgil con síndrome de Tourette, una teoría en la que las simetrías se rompen para dar lugar a una realidad compleja, como esa chica del instituto con un lunar en la nariz, como ese tabique torcido o esa escoliosis draconiana, como la cremallera de la chupa de Max Rockatansky, como la sonrisa de Harrison Ford. Como ese taburete, loado sea. ¿Tiene sentido acaso construir una teoría del todo, una teoría perfectamente simétrica, si los fenómenos más visibles necesitan destruir esa misma simetría como punto de partida? ¿No tiene más sentido construir la realidad de abajo a arriba, uniendo por pegamento los pedazos de los que disponemos? Se trata, al fin y al cabo, de reconstruir la física a partir de sus grietas; hacerle lo que viene a ser un kintsugi a la realidad. Lean al respecto a Anderson[1], merece la pena.

El punto de partida de este programa, construir la física a partir de las simetrías rotas, es la observación preclara por parte de Nambu, Goldstone, el propio Anderson y otros [2], de que existen fenómenos físicos que son consecuencia de las simetrías rotas en un sistema. Es decir, que las ideas anteriores no sólo son verborrea, tienen consecuencias palpables. No en vano, el planteamiento de Nambu y Goldstone está detrás, entre otros, de una de esas relaciones inesperadas que se encuentra uno hurgando en la física: la relación inseparable entre la simetría y el silencio.

El teorema de Goldstone, uno de los más interesantes de la física moderna, sugiere entre otras cosas que el sonido -si se quieren poner finos, los fonones- es consecuencia directa de la ruptura de una serie de simetrías microscópicas en la materia ordinaria. En ese sentido, el silencio sólo es una manifestación más de la simetría que hay en el fondo del asunto. El silencio, en ese sentido, es imposible, una consecuencia absurda más de suponer un mundo ideal en el que todo es simétrico. Si partiéramos de una teoría del todo perfectamente simétrica, el sonido no sería evidente en ningún lugar; sería un fenómeno emergente en todo caso, la consecuencia de suponer una realidad imperfecta, un avance y un retroceso.  Una teoría del todo es, por definición, muda, y por tanto un rollo repollo.

Hay muchas otras relaciones de este tipo, detrás de fenómenos físicos tan dispares como el magnetismo, la superconductividad, el mecanismo de Higgs o la unificación electrodébil. Tanto que no es absurdo decir que una buena parte de la física moderna está construida sobre el programa de las simetrías rotas -hay excepciones, como esa molesta topología-. Se trata de ser conscientes de que la física que manejamos incluso en el último plano teórico no puede ser más que la manifestación a energías bajas de una teoría superior, con sus propias simetrías. Lo que vemos en el día a día no es más que un cuenco roto, y reconstruirlo a partir de los trozos  está demostrado que es un problema muy difícil. Quizás conforme el LHC husmea a energías cada vez más altas nos encontraremos con alguna de esas simetrías escondidas, quizá entonces veamos un pedazo de esa nada primigenia. Quizá la simetría del universo es en realidad la de un taburete, pero un taburete mudo, eso seguro.

 

Notas:

 

[1] Phillip Warren Anderson ganó el premio Nobel por su estudio de los sistemas electrónicos desordenados; es decir, que ha recibido el galardón más importante de la ciencia por alejarse lo más posible de la simetría perfecta. Autor de un libro sobre materia condensada que todos dicen que es maravilloso, pero que es esencialmente ilegible por la decisión editorial de imprimirlo en monospace, como si acabara de salir de una máquina de escribir. En Benjamin-Cummings & Co. tienen los testículos fractales y son capaces de titular la serie en la que aparece como Advanced Books. El artículo que hay que leer es Science 177 (4047): 393–396.  doi:10.1126/science.177.4047.393.

 

[2] Yoichiro Nambu, premio Nobel por sus estudios sobre ruptura espontánea de la simetría. Hay que destacar: "Quasiparticles and Gauge Invariance in the Theory of Superconductivity". Physical Review 117: 648–663. doi:10.1103/PhysRev.117.648. Jeffrey Goldstone no tiene un Nobel, no se sabe muy bien por qué, pero sí que tiene otro artículo muy bonito "Field Theories with Superconductor Solutions". Nuovo Cimento 19: 154–164. doi:10.1007/BF02812722.  En cualquier caso, la charla de Lars Brink por el premio Nobel de 2008, transcrita aquí: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/presentation-speech.html es fantástica para entender sobre el tema y además es mucho menos pedante que el presente texto. Tampoco es que sea muy difícil.

 

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