PREMIO NOBEL

El premio Nobel de Física de 2008 ha correspondido a tres físicos teóricos de origen japonés: Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa por sus "descubrimientos acerca de las simetrías rotas de la naturaleza".

Yoichiro Nambu nació en Fukui, 18 de enero de 1921) es un físico estadounidense de origen japonés. Es famoso por haber propuesto el "color de carga" de la cromodinámica cuántica, por haber realizado trabajos en principios de Ruptura espontánea de simetría electrodébil en la física de partículas, y por haber descubierto que el Modelo de doble resonancia podría explicarse con la teoría de cuerdas de la mecánica cuántica.

Makoto Kobayashi (nació en Nagoya, 7 de abril de 1944) es un físico japonés conocido por su trabajo en el campo de la violación CP. Su artículo «Violación CP en la teoría renormalizada de la interacción débil» (1973) escrito junto a Toshihide Maskawa está entre los tres documentos de energía física mas citados.Como resultado de este trabajo, se diseñó la matriz Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, que define los parámetros de mezcla entre quarks.

Toshihide Maskawa (Prefectura de Aichi, 7 de febrero de 1940) es un físico japonés, reconocido por su trabajo en la física de partículas, concretamente con el concepto de Violación CP.

El trabajo por el que se ha premiado al prof. Nambu (quien se lleva la mitad del premio) es anterior e independiente al de los otros dos galardonados. Hacia 1960 Nambu tuvo una idea que se ha confirmado como una de las más perspicaces y fértiles de los últimos 50 años para comprender los mecanismos íntimos de la naturaleza. Nambu aplicó la noción (ya existente) de "simetría espontáneamente rota"al ámbito de las simetrías y las partículas fundamentales de la naturaleza. Para entender estos conceptos hay que pensar primero qué es una simetría. En general, una simetría de un objeto es una transformación que lo deja idéntico a sí mismo. Por ejemplo, si rotamos un cuadrado 90 grados, seguiremos teniendo un cuadrado idéntico al inicial. De igual manera un círculo es "invariante" bajo una rotación cualquiera alrededor de su centro. La importancia de las simetrías en física es conocida desde hace mucho tiempo. Por ejemplo, si suponemos que la naturaleza es invariante bajo rotaciones, es decir que no hay una dirección privilegiada en el universo, se puede deducir la conservación del momento angular. A veces sucede que las propias ecuaciones que describen la naturaleza son invariantes (es decir, simétricas) bajo ciertas transformaciones matemáticas. Estas simetrías se llaman "simetrías internas" y tienen consecuencias muy importantes. Por ejemplo, la conservación de la carga eléctrica puede entenderse como la consecuencia de una simetría interna de las ecuaciones del electromagnetismo.

En ocasiones las simetrías de la naturaleza no son evidentes. Pensemos en una montaña perfectamente circular, es decir simétrica bajo rotaciones. Si estamos en su cima observaremos claramente esa simetría. Pero si nos deslizamos por la ladera hasta la base de la montaña, una vez abajo ya no será evidente. En la jerga de los físicos se dice que la simetría "se ha roto espontáneamente". La simetría sigue estando realmente ahí, pero oculta. Este fenómeno ya había sido estudiado en el ámbito de la física de la materia condensada. La idea crucial de Nambu fue considerar que algunas simetrías fundamentales de la naturaleza, simetrías internas de sus ecuaciones básicas, podrían estar espontáneamente rotas. En consecuencia, no serían evidentes: estarían ocultas, pero aún así tendrían implicaciones trascendentales. Nambu, en colaboración con el prof. Goldstone, demostró que una implicación es la existencia de partículas sin masa con determinadas características.

Esta idea fue inmediatamente aplicada para comprender por qué el "pión" (la partícula que intercambian los protones y neutrones en el interior de los núcleos atómicos, y los mantiene unidos) es tan ligera. Sin esta propiedad, los núcleos no serían estables y no habría variedad de elementos químicos (ni por tanto vida).

El trabajo de los profesores Kobayashi y Maskawa está muy lejanamente relacionado con el de Nambu. En 1972 era un hecho comprobado experimentalmente que las interacciones de las partículas violaban una simetría que se había creído perfecta: la "simetría CP". Nuevamente en la jerga de los físicos, C significa que las partículas y antipartículas se comportan de manera idéntica, excepto que sus cargas son opuestas. P significa que un proceso físico observado a través de un espejo podría ser igualmente un proceso real. La sorpresa fue que estas simetrías no son exactas, ni tampoco la combinación de las mismas: la simetría CP (no hay que confundir este fenómeno con el de las simetrías espontáneamente rotas formulado por Nambu: en este caso las simetrías de partida no son perfectas). Este hecho tan notable es crucial para cualquier explicación de por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo. Por otro lado, en 1972 se empezaba a comprender que las partículas fundamentales se presentan en "familias". La primera familia contiene el electrón y su neutrino asociado, más dos quarks de los cuales están hechos el protón y el neutrón y muchas otras partículas subatómicas. La segunda familia es idéntica a ésta, sólo que más pesada. Kobayashi y Maskawa demostraron que la violación de CP observada exigía la existencia de una tercera familia de quarks (desconocida en aquel momento), "mezclada" con las otras dos. Esto significa que los quarks físicos no son puros, sino combinaciones de los quarks iniciales (de forma parecida a las aleaciones de metales).

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NEIL TACURI // 5TO DE SECUNDARIA // MINCIENTÍFICOS

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