Conversaciones con Maya: Frank Wilczek

Maya Ajmera, presidenta y directora ejecutiva de Society for Science y editora ejecutiva de Science News, habló con Frank Wilczek, físico teórico, autor y premio Nobel. Wilczek ha realizado contribuciones fundamentales a la física de partículas fundamentales, la cosmología y la física de materiales. Su enfoque de investigación actual incluye axiones, anyones y cristales de tiempo, que son conceptos de física que él nombró y fue pionero. Wilczek es alumno de Science Talent Search (STS) de 1967, una competencia propiedad de la Society for Science y producida por ella. Es miembro de la Junta Honoraria de la Sociedad.

Fue toda una experiencia para mí. Pocas veces había salido de mi pequeño barrio de Queens, Nueva York. Así que viajar a Washington, D.C., fue toda una expedición; Nunca antes había subido a un avión. Tuve la oportunidad de conocer a Glenn Seaborg, un ganador del Premio Nobel real, vivo y que respira, y conocí a estudiantes de todo el país. La experiencia fue muy afirmativa. El regalo más importante que recibí de STS fue la confianza.

Fue algo natural para mí, así que no puedo atribuirme demasiado crédito. Siempre estuve muy interesado en las cosas grandes, las abstracciones y los rompecabezas. También recibí mucho estímulo en la escuela y crecí durante la Guerra Fría, cuando había un enfoque nacional en la educación STEM. Los científicos fueron la vanguardia en la protección de nuestra nación contra una gran amenaza.

El recuerdo de la Segunda Guerra Mundial y la bomba atómica estaba muy fresco en la mente de los adultos que me rodeaban. Si bien no tenía conocimiento de primera mano de esas cosas, tuvimos simulacros de ataques aéreos y grandes temores sobre una guerra nuclear. Mientras tanto, la carrera espacial se desarrollaba. La ciencia estaba en el aire y era muy emocionante. Mis padres también me alentaron en cada paso del camino.

La libertad asintótica, que descubrí con David J. Gross en la década de 1970, se entiende mejor en el contexto de lo que logró para la física: fue la clave para llegar a la teoría fundamental de lo que se llama la fuerza fuerte, que es la fuerza responsable. para mantener unidos los núcleos atómicos.

Utilizando instrumentos muy sofisticados y procesamiento de imágenes, los científicos pudieron observar el interior de los protones y descubrieron que los protones tenían una estructura interna con partículas más pequeñas en su interior. Estas partículas no existen como objetos independientes porque están unidas a sistemas como los protones. Dentro de los protones interactúan muy, muy poco. A esto se le llama libertad asintótica: cuando se acercan mucho, interactúan muy débilmente. Antes de nuestro trabajo, se pensaba que una teoría como esta era imposible.

Propusimos una teoría fundamental de las interacciones fuertes que ahora se conoce como cromodinámica cuántica. Este descubrimiento básico de ese extraño comportamiento (libertad asintótica) y de la teoría de la interacción fuerte fue un hito muy importante en la física fundamental y es una parte central de lo que ahora se llama el modelo estándar, que ha tenido un gran éxito y sobrevive hasta el día de hoy. ileso después de varias décadas de rigurosas pruebas.

Los científicos mantienen el modelo estándar en estándares muy altos porque es como la última palabra de Dios sobre cómo funciona el mundo. Estas son las ecuaciones fundamentales que constituyen la base de la astrofísica, la química, la biología y todas las formas de ingeniería. Cuando mantienes la teoría en ese alto nivel, descubres que hay un error molesto en las ecuaciones. Una interacción particular no coincide con lo esperado, lo que crea un rompecabezas. La comunidad teórica acepta ampliamente que se debe agregar algo de simetría adicional a la teoría. Esto nos lleva a la idea de que debería haber un nuevo tipo de partícula, a la que en 1978 llamé axión, en honor a un detergente para ropa, porque soluciona un problema. Y pensé que axion sonaba como si debería ser una partícula.

Una sorpresa que se produjo unos años más tarde es que la partícula coincidía con el perfil de lo que los astrónomos llaman materia oscura, que tiene una densidad aproximadamente seis veces mayor que la materia ordinaria. Es una sorprendente coincidencia, y en la actualidad hay experimentos difíciles pero esperanzadores en los que participan físicos de todo el mundo que intentan verificar que la materia oscura está formada por axiones.

Felicitaciones por ganar el Premio Templeton 2022, que honra a quienes aprovechan el poder de las ciencias para explorar las cuestiones más profundas del universo y el lugar y el propósito de la humanidad dentro de él. ¿Qué significa para usted este reconocimiento en su trabajo?

Significa mucho para mí porque, si bien he seguido trabajando en cuestiones fundamentales de la física y sus aplicaciones, también he vuelto a las cuestiones que en muchos sentidos me motivaron al principio. No hablamos de esto, pero hay otra cosa que alimentó mi carrera científica: cuando era adolescente, crecí en la Iglesia Católica Romana. Lo tomé muy en serio y tuve la idea de que el universo tenía un propósito. Pero luego, a medida que aprendí más sobre la ciencia y más sobre los dogmas de la iglesia, descubrí que eran muy difíciles de conciliar.

Durante muchos años dejé de lado las cuestiones de significado y propósito. En los últimos años, a medida que maduraba mi comprensión del mundo físico, sentí el llamado a volver a algunas de esas preguntas. Comencé a explorar eso en mis escritos. Me conmovió mucho que la Fundación Templeton reconociera que estos esfuerzos valen la pena y que vale la pena apoyarlos. Cuando pienso en el Premio Templeton, es una especie de analogía de la Búsqueda de Talento Científico, que me hizo sentir como si estuviera en las grandes ligas de la ciencia. Ahora, con este premio me siento en las grandes ligas de la sabiduría.

Mi proceso ha evolucionado a lo largo de los años. Le debo mucho a mis profesores de secundaria, quienes nos hacían escribir ensayos con mucha regularidad. De hecho, pensándolo bien, escribir en la escuela secundaria no era tan diferente de escribir mis columnas.

Mi esposa, Betsy Devine, fue muy influyente para que escribiera para el público. Escribimos juntos. Nuestro primer libro fue Anhelo de las armonías.

Lanza una amplia red y encuentra lo que amas. No caigas en algo y te quedes con ello porque eso es lo que estaba haciendo tu asesor de tesis, o eso es lo que te atraía cuando tenías 6 años. Dale al mundo la oportunidad de hablarte y presta atención a lo que te dice. Sopese lo que parece prometedor con la probabilidad de llegar a una respuesta, así como con la importancia del problema. Ese tipo de juicio mejora con la experiencia.

El libro significativo más reciente que leí fue Una breve historia de la igualdad de Thomas Piketty. Cuando era niño, un libro que tuvo una tremenda influencia en mí fue La historia de la filosofía occidental de Bertrand Russell.

Lo que literalmente me mantuvo despierto por las noches recientemente fue pensar en los peligros de una guerra nuclear. Cuanto más se estudia la dinámica de cómo las guerras nucleares podrían comenzar siendo pequeñas y crecer, y qué pasaría si hubiera un intercambio nuclear significativo, bueno, es simplemente espantoso y aterrador.

Entonces, el cambio climático nos está acechando. El problema es que se mueve lentamente y tiene una inercia enorme. Hay tecnologías clave que pueden ayudar y cada vez son más económicas. Pero la política de hacer la transición es complicada porque hay personas que tienen una enorme riqueza en forma de combustibles fósiles, que podrían devaluarse significativamente si hacemos la transición a la energía limpia. Así que existe una tremenda resistencia a hacer lo correcto y eso también es un gran problema.