A horcajadas en el Tiempo

Grandes Teorías Unificadas
vista de la gran simetría única no rota, quarks y leptones serían indiferenciables, se transformarían unos en otros.
Los primeros que trabajaron en una unificación de quarks y leptones de este tipo fueron los físicos Jogesh C. Pati (de la Universidad de
Maryland) y Abdus Salam. En 1973, estos dos físicos propusieron que se considerase a los leptones como un «cuarto color» a añadir a los tres
colores quárquicos.
Figura 12.03.02.-Una esfera perfecta tiene simetría rotatoria completa y podemos considerar que los radios de los círculos representan la
fuerza de las interacciones, ambas iguales aquí. Si se rompe la simetría, se aplasta la esfera y podemos considerar que entonces sus radios
mayor y menor representan las diferentes fuerzas.
Cuando luego se rompía espontáneamente la simetría de cuatro colores entre los quarks y los leptones, en la simetría exacta de tres
colores de la interacción fuerte de unión quárquica, podían diferenciarse los quarks y los leptones. El modelo tenía otro aspecto notable: el protón
podía desintegrarse en partículas más ligeras. El motivo de esta nueva característica de la desintegración protónica podía atribuirse directamente
al hecho de que, en el modelo, los quarks y los leptones estaban unificados como componentes de un campo leptoquárquico único. En
consecuencia, los quarks (como los quarks dentro de un protón) pueden convertirse en leptones. Otra forma de expresar esta característica es
decir que en estos nuevos modelos se violaba la ley de conservación de la carga bariónica que en el modelo estándar exigía la estabilidad
protónica. Era el primer indicio de que la mayoría de las GUT's exigían la desintegración protónica.
Por desgracia, Pati y Salam no hicieron una predicción definida del índice de desintegración protónica (era un parámetro arbitrario del
modelo), ni aportaron una auténtica unificación de las interacciones fuerte y electrodébil en el sentido de que las tres interacciones fuesen
manifestaciones de la simetría del campo de medida rota espontáneamente y única. Pero un año después, en 1974, Howard Georgi y Sheldom
Glashow hicieron en la Universidad de Harvard el primer modelo que aportaba una verdadera unificación (el «modelo SU(5) mínimo»), que, por
su economía, se convirtió en prototipo de las futuras teorías de este género. Como comentó el propio Georgi: es «muy bonito».
Georgi y Glashow eran compañeros de postgrado y ambos tenían por costumbre realizar agitadas sesiones de trabajo en una de las
oficinas en el Lyman Hall de Harvard. Cada mañana Glashow asaltaba a Georgi con nuevas ideas sobre la fuerza fuerte. Esperaba que su colega
intentara hacer agujeros en cada hipótesis: si Georgi no podía encontrar de inmediato ningún fallo, entonces ese tema se convertía en el foco de
su atención para aquel día.
Una tarde de otoño de 1973 los dos hombres discutieron durante horas sobre enfoques a la GUT sin llegar a ninguna conclusión.
Después de la cena, Georgi empezó a seguir los diversos caminos que habían ido emergiendo durante el debate de la tarde. Para su sorpresa,
pronto produjo un modelo matemático que parecía encajar en los hechos, uniendo las fuerzas fuerte y electrodébil. «Me sentí muy excitado –
recordaría más tarde–. Me senté, me serví un vaso de escocés, y pensé en ello durante un rato.» Luego Georgi enfocó el tema desde otro lado, y
sus esfuerzos también resultaron fructíferos. «Así que todavía me excité más y me serví otro escocés.»
Como la teoría de la unificación electrodébil, el modelo de Georgi implicaba cambios en un tipo de partícula que eran compensados
exactamente por cambios en otras partículas. Sin embargo, los niveles de energía requeridos eran 10 mil millones de veces más altos, igual a los
que existieron a los 10-16 segundos después del inicio de la expansión. En ese entorno, los gluones, normalmente los portadores de la fuerza
fuerte. serían el equivalente de los fotones y los bosones W y Z. Quarks y electrones serían también intercambiables, en transacciones mediadas
por una familia enteramente nueva de doce partículas extremadamente masivas, agrupadas más tarde bajo el nombre de bosones X.
La celebración privada de Georgi se vio empañada cuando descubrió un sorprendente aspecto de su hipótesis. Al elaborar las
matemáticas, se dio cuenta de que las ecuaciones permitían –de hecho, dictaban– la descomposición final de todos los protones por la
transformación de uno de sus quarks en un electrón o un positrón. Si esta teoría sobre la época más primitiva del universo era correcta, también
preveía un posible final. Cuando se evaporen los protones, el universo se convertirá en simple espacio frío y oscuro, desprovisto incluso de los
átomos que ahora forman los planetas y las estrellas.
Así que fue con emociones encontradas que Georgi mostró su solución a Glashow a la mañana siguiente. Glashow no dejó que el
destino de los protones empañara su placer ante lo que parecía ser un auténtico paso de gigante. «No era tan grave como eso –recordaría más
tarde–. Sabíamos que el Sol acabaría apagándose en unos cuantos miles de millones de años. El que la materia se descomponga mucho,
mucho tiempo después no es una idea que deba trastornarle a uno.»
http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-12_03.htm (3 of 5)29/12/2004 23:39:47