12:30 hrs. 7 de Febrero de 2009

  

Boletín UNAM-DGCS-076

Ciudad Universitaria

 

Alejandro Frank Hoeflich 

 Pie de foto al final del boletín

 

PUBLICA  LIBRO UNIVERSITARIO UNA DE LAS EDITORIALES CIENTÍFICAS MÁS IMPORTANTES DEL MUNDO

 

 

Springer, la editorial especializada en libros científicos más grande del mundo, publicó recientemente el libro Symmetries in Atomic Nuclei. From Isospin to Supersymmetry, del director del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la UNAM, Alejandro Frank Hoeflich y dos de sus colaboradores.

 

El texto, enfocado a la física de la estructura nuclear, es resultado de una invitación que esa casa editorial hiciera al universitario y a sus colegas: Jan Jolie, director del Instituto de Física Nuclear, en Colonia, Alemania, y Pieter Van Isacker, del Laboratorio Nacional GANIL, de Francia.

 

El tema central, las simetrías en los sistemas físicos, en particular en los núcleos atómicos, resume su papel en la comprensión de las propiedades de estos constituyentes del átomo. Es trascendente para las ciencias físicas modernas y el lector especializado encuentra una guía clara y sencilla, a través de ese campo.

 

Richard F. Casten, profesor de la Universidad de Yale, opinó: “el elegante enfoque pedagógico, es notablemente accesible tanto para teóricos, como para experimentalistas. Desde mi punto de vista es, sin duda, una lectura esencial para los físicos experimentales de la estructura nuclear. Este es uno de los mejores libros en el tema que jamás he encontrado”.

 

Frank expuso que la simetría es la teoría matemática de la armonía, el balance y la belleza. “Se podría pensar que esos conceptos tienen que ver más con el arte que con la ciencia, pero a medida que se ha avanzado en el conocimiento de la física y del universo, se ha encontrado que la estructura del cosmos está íntimamente ligada con las simetrías y los patrones, muchas veces escondidos, que existen en la naturaleza”.

 

Son una propiedad que posee el cosmos, la materia y las ecuaciones matemáticas que los describen para transformarse, pero sin cambiar sus propiedades esenciales. Un ejemplo sencillo es la simetría geométrica de una esfera, que se puede observar sin variación desde cualquier ángulo, explicó.

 

Otro más, prosiguió, es el de la simetría bilateral, exacta para una gran variedad de objetos: cuando nos paramos frente al espejo, miramos a alguien que es casi idéntico a nosotros, aunque no es exactamente igual, pues izquierda y derecha se intercambian.

 

Una simetría fundamental del universo es la que está asociada con la conservación de la energía. Entonces para un sistema aislado no es importante si se hace un experimento ahora o dentro de 10 ó 100 años, pues los resultados no dependen del tiempo.

 

De igual modo, abundó Frank, existe la simetría denominada de traslación. Por ejemplo, la física es la misma en un avión en vuelo, mientras éste se desplace a velocidad constante. Así, las leyes de la naturaleza no cambian y no es necesario hacer algo distinto que cuando se está en casa.

 

El primero en señalar este principio fue Galileo y, posteriormente, Einstein descubrió la Teoría de la Relatividad basándose en la misma idea.

 

Este principio general, llamado de invariancia, incide en forma amplia y diversa en la naturaleza. Sus leyes son reflejo de estas simetrías, que se manifiestan como patrones que se observan en los fenómenos fundamentales. Al estudio de estos temas se ha dedicado el universitario.

 

La simetría, subrayó, permite tener una visión unificada de los sucesos vistos en el universo. Se sabe que la naturaleza está constituida por sistemas que interactúan mediante las distintas fuerzas: la de la gravedad y la electromagnética, más otras dos, las nucleares (fuerte y débil), que sólo actúan en ese espacio infinitesimal que es el núcleo de los átomos, un millón de millones de veces más pequeño que un chícharo.

 

El estudio de las invariancias ha contribuido al entendimiento de estos pequeñísimos componentes de la materia, y a desarrollar nuevas tecnologías. En la mecánica cuántica, ciencia que investiga el mundo microscópico de átomos y núcleos, se entienden y clasifican los modelos en gran medida en base a sus simetrías, dijo Frank.

 

Se puede contextualizar al universo como constituido de materia y de las fuerzas que actúan sobre ella. Se pensaba que las correspondientes simetrías sólo podrían establecerse por separado, entre las componentes de la materia, o entre las cuatro fuerzas conocidas. La llamada “supersimetría” postula, sin embargo, una unificación conceptual entre ambas; materia e interacciones serían reflejos diferentes de un mismo constituyente fundamental.

 

Esto constituye el interés de los seres humanos por entender al universo de manera más simple y unificada, bajo la misma teoría, al igual que Newton hizo comprender que la misma gravedad actúa sobre una manzana, la luna y los planetas. Es posible que esta supersimetría fundamental de la naturaleza pueda ser observada en los experimentos que se iniciarán en el gran acelerador del CERN en Ginebra, Suiza.

 

Esos conceptos se abordan en Symmetries in Atomic Nuclei, en el contexto de la física de la estructura nuclear.  Se incluye además una descripción de cómo los autores propusieron, en 1984, la existencia de una forma diferente de la supersimetría, que unifica las propiedades de conjuntos de núcleos atómicos.

Esta teoría fue verificada experimentalmente en 1999. Mediante el trabajo de Frank y sus colaboradores, se ha contribuido a comprender una pequeña pieza del rompecabezas de la naturaleza.

 

El libro, dirigido a investigadores y estudiantes de posgrado, estará disponible en bibliotecas de todo el mundo y aspira a ser de utilidad, más allá que para los expertos en física nuclear, pues utiliza el lenguaje de la simetría como hilo conductor, y éste se aplica por igual en el núcleo de un átomo que en la física atómica, molecular o del estado sólido, o para la física del cosmos en su conjunto, finalizó el director del ICN.

 

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Foto 01

 

Alejandro Frank, director del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, dijo que la simetría es la teoría matemática de la armonía, el balance y la belleza.

 

 

Foto 02.

 

Por su trabajo y el de sus colaboradores, Alejandro Frank, director del ICN de la UNAM, fue invitado, por la editorial Springer, a escribir el libro Symmetries in Atomic Nuclei. From Isospin to Supersymmetry.