En un universo (super) simétrico

Por: Saúl Ramos-Sánchez*

Tomemos una esfera perfecta. Observémosla unos segundos. Ahora rotémosla con los ojos cerrados. Si volvemos a mirarla, ¿podríamos rotarla a su posición original? ¿Seríamos capaces de notar el efecto de una rotación? En general no porque la esfera es simétrica o "invariante" con respecto a rotaciones. Igualmente, si nuestra imagen en el espejo quisiera tomar nuestro lugar en el mundo real, nadie podría notarlo porque nuestro cuerpo es aparentemente invariante con respecto a una reflexión. Este tipo de simetrías gobiernan el universo y podrían conducirnos a inesperados descubrimientos.

Si no existieran simetrías, en la Tierra habría días de 24 horas y otros de cinco minutos; viviríamos en un planeta deforme en donde la gravedad proyectaría objetos en todas direcciones; habría explosiones inexplicables. Sería un mundo peligrosamente caprichoso. Por fortuna, hay simetrías, hay reglas que nos dicen que los planetas son esféricos, que los rostros son simétricos, que todos los días duran lo mismo, que hay frío y calor, que hay positivo y negativo, que existe el bien y el mal.

Las simetrías del universo son reglas que controlan el balance y la estabilidad de la naturaleza. Una simetría física que nos es familiar es la existencia de cargas eléctricas tanto positivas como negativas. En todos los objetos que nos rodean y en nosotros mismos habitan diminutas partículas con carga eléctrica positiva y negativa. El balance entre estas cargas nos permite ir por la vida sin el riesgo de morir electrocutados cuando saludamos de mano a un amigo o cuando bebemos agua. Esta simetría es la causa de que la carga eléctrica se conserve o, en otras palabras, de que la electricidad no surja de la nada.

En general, la conservación de ciertas cantidades mesurables indica la existencia de una simetría. Pensemos en un experimento sencillo. Estacionemos un auto a la mitad de una avenida transitada y permitamos que otro auto lo impacte a toda velocidad. ¿Qué pasaría? El auto estacionado adquiriría cierta velocidad mientras el otro se detendría. Dicho de otro modo, el impulso del segundo auto sería transferido al primero. Independientemente de dónde y cuándo realicemos este experimento, el resultado será siempre el mismo. Esto no es casualidad. Los eventos naturales están gobernados por una simetría translacional y temporal que conduce a la conservación de energía e impulso.

Pero no todas las simetrías son perfectas. En el arte, la simetría dota a las obras de un balance que sólo los grandes maestros pueden lograr. Sin embargo, así como la simetría del rostro de Marilyn Monroe es rota por aquel minúsculo e inmortal lunar, la mayoría de las simetrías de la naturaleza no son exactas. La imperfección de las simetrías es responsable de muchas de las propiedades de nuestro universo. Por ejemplo, la alta conductividad de ciertas cerámicas (no conductoras a temperaturas normales) es accionada cuando la simetría del magnetismo es rota por efecto de una muy baja temperatura.

De hecho, las simetrías y su rompimiento han probado ser de igual importancia en el mundo de lo minúsculo como en el macroscópico. El rompimiento de simetrías ha sido utilizado para explicar, por ejemplo, el origen del electromagnetismo y del peso de las partículas que componen el universo. Sin embargo, hay preguntas que no encuentran respuesta en las simetrías conocidas, lo que exige buscar y a veces postular nuevas simetrías.

En principio, no hay ninguna razón por la que las partículas conocidas no hayan podido adquirir un peso gigantesco durante la evolución del universo. De forma comparativa, las partículas de la materia son tan ligeras como una pluma pudiendo ser tan pesadas como la Tierra entera. La pregunta es ¿por qué no son más pesadas? ¿Existe quizá una simetría que impide que su peso crezca exageradamente? Es así como en la década de los ochentas nació la supersimetría, capaz de dar respuesta a este enigma.

La supersimetría sugiere que cada partícula conocida tiene un hermano gemelo. Las partículas conocidas y sus hermanos supersimétricos tienen diferente espín, es decir, giran de manera diferente. Ninguna otra cosa los distingue. No obstante, las partículas supersimétricas no han podido ser detectadas. ¿Dónde se esconden pues las partículas supersimétricas?

Científicos del mundo que apoyan la supersimetría opinan que el rompimiento de ésta podría explicar por qué aún no han sido detectadas las partículas supersimétricas. ¿Qué pasaría si, pese a todo, la supersimetría no existiese? ¿Cómo se explicaría el peso de las partículas observadas? Tras más 20 años de esfuerzos nadie conoce las respuestas a estas preguntas. La curiosidad científica manifiesta la necesidad de nuevas ideas o, incluso, de una revolución en la física moderna. Lo que con certeza necesitamos son respuestas, respuestas que nos permitan comprender nuestro mundo y el universo, respuestas como las que nos han dado las simetrías de la naturaleza, respuestas nuevas y tal vez insospechadas.

Necesitamos a alguien con una mente genial.

* Universidad de Bonn, Alemania