Perla Yanet Rosales Medina
Uno de los temas que ya hemos explorado en “Todo con Ciencia” es el prestigioso galardón de los Premios Nobel. En esta ocasión, anticipar el tema es apropiado, ya que nos preparamos para recibir a un destacado científico que ha sido honrado con este prestigioso premio. El viernes 10 de noviembre, Zacatecas tendrá el honor de recibir al Dr. David Gross, quien ofrecerá una conferencia magistral titulada “A 50 años de la cromodinámica cuántica”, en conmemoración del 40 aniversario del Museo de Ciencias de la Universidad Autónoma de Zacatecas.
Nacido el 19 de febrero de 1941 en la ciudad de Washington, Estados Unidos, el Dr. David Gross se ha destacado por su galardonado Nobel en 2004, que compartió con Frank Wilczek y David Politzer por sus notables contribuciones a la física de partículas y la teoría cuántica de campos. Actualmente, el Dr. David Gross ostenta el cargo de Miembro Permanente en el Instituto Kavli de Física Teórica (KITP), donde ocupa la Cátedra del Canciller en Física Teórica en la Universidad de California.
Para comprender el logro de David Gross es esencial adentrarnos en el mundo de la cromodinámica cuántica (QCD). En resumen, la QCD es la teoría que explica cómo interactúan las partículas fundamentales llamadas quarks y gluones, que componen lo que tradicionalmente podríamos considerar como los componentes más pequeños de la materia, como protones, neutrones y otros hadrones.
La imagen 1 que se presenta ofrece una representación visual que nos guía a través de la estructura de la materia, desde un terrón de azúcar hasta llegar a los quarks y gluones. Estas partículas fundamentales son, en nuestra comprensión actual, las unidades más pequeñas que conocemos.
La QCD desempeña un papel esencial en la física de partículas y constituye un pilar fundamental en el modelo estándar, el marco teórico que describe tanto las partículas como las fuerzas que gobiernan el universo.
En esencia, la QCD nos dice cómo los quarks, que son partículas cargadas eléctricamente y altamente inestables por sí mismas, están unidos dentro de los protones y neutrones, que son partículas estables y fundamentales en la materia que constituye nuestro mundo. Esta fuerza que mantiene unidos a los quarks y gluones se llama la “fuerza fuerte”, y es la más poderosa de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, que son: la fuerza electromagnética, la fuerza de gravedad, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil.
La magia de la QCD reside en su capacidad para explicar cómo la fuerza fuerte opera entre quarks y gluones. Sin embargo, la QCD presentó un conflicto, conocido como el problema del confinamiento. ¿Qué significa esto? Significa que los quarks nunca son observados en solitario; siempre se encuentran dentro de partículas compuestas llamadas hadrones. Esto planteó una pregunta fundamental: ¿por qué los quarks nunca se liberan y permanecen atrapados en estas partículas?
David Gross, junto con sus colegas Frank Wilczek y David Politzer, resolvió este enigma y desentrañó el misterio del confinamiento quark. Su contribución revolucionaria fue el descubrimiento de la “Libertad asintótica” en la QCD, que establece que a distancias extremadamente cortas los quarks y gluones se comportan como partículas libres, sin estar confinados en hadrones. Este hallazgo impactante demostró que la fuerza fuerte disminuye a medida que las partículas se acercan, en contraposición a la fuerza electromagnética, que aumenta.
La libertad asintótica y la cromodinámica cuántica en su conjunto son la piedra angular de nuestra comprensión de la física de partículas y la estructura de la materia. Permitieron explicar por qué los quarks nunca se observan de forma aislada, pero también cómo interactúan en el mundo subatómico.
El trabajo de David Gross y sus colegas no sólo ha transformado nuestra comprensión del mundo subatómico, sino que también ha tenido un profundo impacto en la sociedad. Las aplicaciones de la física de partículas y la QCD son innumerables, desde la tecnología de imagen médica hasta el desarrollo de nuevos materiales y la búsqueda de energía limpia y sostenible.
La pasión y el compromiso de David Gross con la investigación científica nos recuerdan la importancia de la exploración continua y el valor que la ciencia tiene para cambiar el mundo.
Como información adicional, les dejamos la información sobre la conferencia del Dr. David Gross, la conferencia será el día viernes 10 de noviembre, a las 6 de la tarde en el teatro Fernando Calderón, el acceso será completamente gratuito, pero será necesario contar con boleto. Para obtener sus accesos, es necesario registrarse en https://bit.ly/DGrossZac.
Fuentes
Caltech. (2018, mayo 23). The Future of Particle Physics – David Gross – 5/12/2018 [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=4RgaWwW0ADw
“Closer To Truth”. (2019, noviembre 2019). David J. Gross – Are there extra dimensions? [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=03XNuZ1BEaM
David Gross | KITP. (s. f.). https://www.kitp.ucsb.edu/gross
Nobel Prize summit – NobelPrize.org. (s. f.). NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/events/nobel-prize-summit/2021/panellists/david-gross/
The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2006b, marzo 16). David Gross | Biography, Nobel Prize, & Facts. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/David-Gross
