- El evento ‘Hasta la Física y más Allá’ reunió a seis físicos con diferentes orientaciones profesionales.
- Cuatro investigadores hablaron de grandes temas abiertos, como el futuro del Gran Colisionador de Hadrones, la constante cosmológica, los agujeros negros y la posibilidad de los multiversos.
- El CEO de Komorabi AI, David Gordo, compartió su experiencia como emprendedor después de finalizar el doctorado.
- El conocido divulgador y rostro del canal Quantum Fracture, José Luis Crespo, impartió una charla de temática misteriosa, de uno de los asuntos más importantes para las próximas y actuales generaciones.
- Los estudiantes, cursando la carrera de Física y distintos niveles de Secundaria en la Comunidad de Madrid, alargaron el evento más de una hora de lo previsto con sus preguntas.
Escrito por: Joaquín Lázaro Souverville
El pasado viernes 17 de mayo, el Instituto de Física Teórica IFT UAM/CSIC acogió a alrededor de 130 estudiantes de la carrera de Física y de estudios secundarios de la Comunidad de Madrid, que recibieron seis charlas cortas sobre el futuro más allá de la universidad. Los ponentes, seis físicos que han orientado sus carreras hacia diferentes especialidades, compartieron parte de sus investigaciones y todos ellos destacaron las diferentes salidas que tendrá la carrera para los futuros físicos del público.
Desde sus distintas perspectivas, en las primeras cuatro charlas Rafael Carrasco y Eduardo Velasco, investigadores predoctorales, Ana Cueto, investigadora UAM/CERN y Alberto Casas, investigador en el IFT y Profesor de Investigación del CSIC, explicaron los problemas abiertos existentes en sus diferentes ámbitos de trabajo. Por su parte, David Gordo, CEO de Komorabi AI, relató su trayectoria profesional: cómo ha podido pivotar de la física a la empresa. Y para terminar, el divulgador José Luis Crespo del conocido canal de YouTube Quantum Fracture, dio una charla de temática sorpresa.
La constante cosmológica, pendiendo de una cuerda
Para empezar, Rafael Carrasco ofreció una charla de un tema tan amplio que se hizo referencia al mismo en varias de las próximas charlas: la teoría de cuerdas y su relación con la constante cosmológica. En pocos minutos, Rafael explicó la constante cosmológica, que Einstein propuso en una fórmula que relaciona el espacio-tiempo con la materia y energía del universo. Como nos contó el investigador predoctoral, en su momento el propio Einstein lo consideró uno de sus mayores errores, porque iba en contra de cómo se entendía el universo en ese momento. Si esta constante tiene un valor positivo y distinto de cero, significaría que el universo se está expandiendo, y cada vez más rápido. Hoy en día las observaciones nos dicen que esto es cierto, la expansión del universo es real y acelerada. Así que la constante cosmológica tiene sentido, y ha de ser positiva y distinta de cero. “Pero esto no concuerda del todo con la teoría de cuerdas, que predice que debería ser o cero o negativa”, explicó Rafael durante la charla.
Este es el gran problema de la teoría de cuerdas, en el que están trabajando científicos como Rafael, que reveló que se están planteando soluciones, como los espacios hiperbólicos aprovechando los efectos de Casimir. Como conclusión de su intervención, se extrajo que sigue habiendo mucho trabajo pendiente para llegar al fondo del asunto. En estos misterios de la física fundamental se abre una oportunidad para todos los estudiantes con interés en la investigación de física teórica.
Agujeros negros, la vida en un holograma
En segundo lugar, Eduardo Velasco habló de agujeros negros y resolvió dudas sobre la radiación de Hawking. Como explicó Eduardo, el espacio-tiempo, según la relatividad general, se curva donde haya masa. Cualquier objeto que pase por este espacio-tiempo deformado ajustará su trayectoria a esa curvatura. Incluso la luz. Así que deben existir objetos que deforman tanto el espacio que la luz no pueden escapar de esa curvatura: agujeros negros.
Una consecuencia curiosa de la presencia de agujeros negros es la radiación de Hawking. En el espacio, según la física cuántica, se pueden formar espontáneamente pares de partículas y su antipartícula, que tras formarse se vuelven a juntar y se aniquilan mutuamente. Pero si esto sucede en el borde del horizonte de sucesos de un agujero negro, una de las partículas puede caer al interior mientras la otra escapa. Esto es lo que llamamos radiación de Hawking, aunque el propio investigador predoctoral admitió que esta solución no era la que más le convencía.
Este tema despertó varias dudas en los estudiantes, que Eduardo supo solventar con simpatía. Esta radiación le quita algo de energía al agujero negro, haciendo que se “evapore” poco a poco. La pregunta más destacada fue: ¿cómo es que el agujero negro pierde energía si no es el que produce esas partículas? “Lo que sucede es que, sin la presencia del agujero negro, no observaríamos esa radiación, así que la energía ha de venir necesariamente del mismo”, resolvió Eduardo.
Los agujeros negros y la física detrás de ellos dieron para una larga ronda de preguntas. Siendo un tema tan candente, Eduardo demostró el origen de su vocación, conectando con un interesado público que podría ver un futuro en esta rama de investigación.
Física experimental de partículas: presente y futuro
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) nos ha proporcionado la última pieza del Modelo Estándar al descubrir el bosón de Higgs en 2012. Pero aún con este misterio resuelto, la investigadora Ana Cueto contó durante su conferencia lo mucho que nos queda por aprender del LHC y de futuros aceleradores de partículas.
El LHC tiene actualmente cuatro detectores que han servido para enseñarnos las características de cada partícula del Modelo Estándar. Con esto, parece que no le queda nada más por enseñarnos, pero nada más lejos de la verdad. Como investigaciones más inmediatas, Ana explicó que el LHC está poniendo a prueba el potencial del bosón de Higgs haciendo que se acople a sí mismo. También pretende interpretar las desviaciones que se han encontrado sobre el Modelo Estándar, encontrar partículas supersimétricas (llamadas SUSY) y poner a prueba otras teorías de partículas.
Pero hay cosas que el LHC no nos podrá enseñar. No es capaz de mostrarnos qué es la materia oscura, de dónde viene la masa de los neutrinos, el origen de la simetría-antisimetría de la materia-antimateria. Esto requeriría niveles de energía que el LHC no puede alcanzar, o física que aún no hemos desarrollado. No obstante, la investigadora tranquilizó al auditorio, puesto que se está trabajando en este problema desde diferentes perspectivas. Por ejemplo, existen futuros proyectos de aceleradores de partículas muy prometedores, y hay muchas oportunidades para futuros físicos interesados en trabajar en una investigación más práctica. “Los objetivos son buscar señales de partículas más exóticas que las encontradas hasta ahora, y desarrollar nuevas técnicas de análisis”. Todo tema pendiente en física es una oportunidad para futuros investigadores, no solo en lo teórico como nos enseñaron Rafael y Eduardo, también en trabajo práctico como el de Ana.
La física del multiverso
Continuando con la tarde, Alberto Casas, Profesor de Investigación del CSIC, decidió llevar a los jóvenes asistentes al límite de la ciencia, planteándoles dos teorías sobre posibles multiversos: el multiverso inflacionario y el multiverso cuántico. Y lanzó al público la siguiente pregunta: estas teorías, ¿podrían ser ciencia o solo pseudociencia?
Sorprendentemente, la física sostiene la posibilidad de que existan “universos paralelos” desde el punto de vista teórico. El multiverso inflacionario se basa en un potencial de falso vacío, que acumula energía de vacío hasta que colapsa en un vacío verdadero. Este paso de falso vacío a vacío verdadero libera la energía que forma las partículas y radiación: lo que conocemos como Big Bang. Pero este colapso, explicó Alberto, no tiene por qué haber sucedido en todas partes a la vez: puede haberse dado en “burbujas” de espacio, separadas. Y como el universo se expande aceleradamente, estas burbujas jamás interactuarán. Son universos completamente separados. “Incluso, según el colapso que hayan tenido, pueden variar las constantes fundamentales de la naturaleza: distintos tipos de partículas, energías de vacío, dimensiones espaciales, etc.” Aunque sí se mantendrían, aclaró Alberto, la mecánica cuántica y la relatividad, en las que se basa esta teoría.
El multiverso cuántico, por su parte, se basa en una explicación alternativa a la superposición de estados. Para explicar esto, Alberto recordó algunas nociones básicas de mecánica cuántica. Una partícula que puede estar en dos estados A o B, realmente está en ambos a la vez, hasta que la observamos y colapsa a uno de los dos estados. Como si el observador tuviese una especie de propiedad mágica que hace colapsar a la partícula. Pero la hipótesis de los muchos mundos propone que en realidad tal colapso no se produce, sino que se forman dos universos, dos estados superpuestos. En uno, el observador ve el estado A, y en otro, el estado B. Y esto sucede con cada interacción, formando un nuevo par de universos con cada interacción.
Ambas teorías difieren del entendimiento de multiverso en la ficción; estos distintos universos nunca podrán interactuar entre sí. Y nos queda la pregunta de si estas teorías son realmente ciencia. Alberto señaló que no son realmente demostrables, así que, ¿lo podemos considerar ciencia? “Partimos de que son teorías especulativas, pero basadas en razonamientos científicos”, aclaró. Esto son algunas de las increíbles posibilidades que podemos obtener si jugamos con las matemáticas y las leyes de la física que conocemos.
De estudiar física a montar una empresa de IA
Hay muchas posibles salidas a la carrera de física. David Gordo relató su experiencia personal ante el panorama actual de la investigación: “Cuando terminé el doctorado, temía la inestabilidad que surgía de estar yendo de postdoc en postdoc”. David señaló la cantidad de alumnos que entran cada año en la carrera, y la cantidad de profesores de universidad que dejan su puesto cada año. “Esta incertidumbre es algo a lo que la mayoría deberéis enfrentaros”, dijo.
David es el ejemplo de cómo se puede cambiar completamente de campo aprovechando las habilidades que se desarrollan en una carrera científica y adquiriendo competencias nuevas. Él, como muchos otros, aprendió programación para la física, y la aprovechó para iniciar con unos compañeros una empresa de Inteligencia Artificial basada en el Machine Learning y el Deep Learning. Así se hizo CEO de su propia empresa, Komorabi AI.
Esto, comentaba en su charla, tiene sus pros, como la estabilidad económica, y sus contras, como verte obligado a trabajar en temas que te interesen menos. Pero, según él, son pros y contras que muchos estudiantes deberán sopesar. “Ni siquiera es necesario sacarte un máster en algo relacionado con el nuevo ámbito. Aunque esto te pueda abrir algunas puertas”, contó David, quien solo necesitó un par de cursos online, y algo de suerte en su proyecto. Así, inspiró a los asistentes con la posibilidad, al alcance de todos, de pivotar desde una carrera científica.
Charla sorpresa de Crespo: el riesgo del cambio climático, y cómo comunicarlo
Finalmente, José Luis Crespo, conocido por su canal Quantum Fracture, ofreció una charla sobre uno de los temas más importantes en la actualidad: el cambio climático, planteando el enorme problema que supone, y la complejidad que tiene. “No se trata tan solo de que suba la temperatura. Esta subida de temperatura puede tener muchas ramificaciones, climáticas y económicas”, alertó.
Con algo de humor y un toque personal, puso un ejemplo de su propia tierra, Castilla la Mancha. La subida de temperatura tiene, entre otros, los siguientes efectos: misma cantidad de lluvia, pero más torrenciales; nuevas plagas; más granizo. Todo con consecuencias terribles para los cultivos, que tienen sus ramificaciones socioeconómicas. En general, la subida de precios, la extinción de muchas especies de plantas y la producción de un vino mucho peor.
Según Crespo, en divulgación climática se enseña que no se debe sonar demasiado alarmante, sino que se tiene que hablar de opciones esperanzadoras. Sin embargo, Crespo planteó la alternativa de usar todas las herramientas a nuestra disposición para comunicar sobre este urgente asunto. En un tono más serio, explicó que quizás estemos cerca de pasar, sin saberlo, un punto de no retorno. Un aumento de temperaturas que tendrá un efecto exponencial sobre sí mismo y llevará a que la Tierra se caliente sin parar hasta llegar a lo que se conoce en jerga climática como “hothouse Earth” o un efecto invernadero descontrolado.
Desde el humor, pero sin abandonar la urgencia que merece el tema, Crespo supo enseñar la física detrás del cambio climático, por qué es uno de los temas más importantes para las próximas generaciones, y proporcionó un magnífico ejemplo de cómo comunicar de forma efectiva sobre este asunto. Herramientas indispensables para los futuros divulgadores científicos que deseen inspirar la lucha contra el calentamiento global.