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Posts etiquetados con ‘Paul Dirac’

Cuando el “dirac” fue una unidad de medida

Nadie puede dudar que Paul Adrien Maurice Dirac fue uno de los físicos teóricos y matemáticos más influyentes del siglo XX, por sus contribuciones a la mecánica cuántica. Encontró la ecuación de Dirac, que describe el comportamiento de los fermiones y predice la existencia de la antimateria. Por todo ello, recibió el Premio Nobel de Física de 1933 conjuntamente con Erwin Schrödinger.

 

Paul Dirac

Pero Dirac era tan bien bien conocido entre sus colegas por su carácter especial, a veces taciturno, falto de empatía y provisto de una mentalidad. Por eso, sus colegas de Cambridge definieron en broma una unidad llamada “dirac”, el menor número imaginable de palabras que alguien con el poder del habla puede pronunciar en compañía, una media de una palabra por hora.

El físico y escritor británico Graham Farmelo, en su biografía de Dirac, The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius (El hombre más extraño: la vida oculta de Paul Diract, genio cuántico), publicada en 2009, explora el trabajo de Dirac, pero también su peculiar personalidad. Relata varias anécdotas que reflejan ese carácter. Por ejemplo, cuando dos estudiantes de posgrado, durante una breve visita a la universidad de Berkeley, se acercaron a Dirac para presentarle su trabajo sobre la teoría cuántica de campos, esperando que Dirac les hiciese sus comentraios sobre el mismo, se produjo un largo silencio, tras el cual Dirac les preguntó: “¿Dónde está la oficina de correos?”. Los estudiantes se ofrecieron a llevarle hasta allí y le sugirieron que les diera su opinión sobre su presentación, a lo que Dirac respondió: “No puedo hacer dos cosas a la vez”.

Sobre su literalidad, esta es otra anécdota. En una ocasión, cuando alguien, manteniendo una conversación educada durante la cena, comentó que hacía viento, Dirac se levantó de la mesa y se dirigió a la puerta, se asomó, volvió a la mesa y contestó que, efectivamente, hacía viento. Se cuenta también que cuando Chandrasekhar explicaba sus ideas a Dirac, éste intercalaba continuamente “sí” y luego le explicaba a Chandrasekhar que “sí” no significaba que estuviera de acuerdo con lo que decía, sino sólo que deseaba que continuara.

Se cuenta que en una ocasión en la que un investigador visitante estadounidense, emocionado ante la idea de sentarse junto al gran Dirac durante una cena universitaria, no obtuvo ni una frase durante los dos primeros platos de la cena. Al final, el visitante se atrevió a preguntar: “¿Va a algún sitio bonito de vacaciones este año?” Tras 35 minutos más de silencio y la llegada del postre de queso, Dirac respondió finalmente: “¿Por qué lo pregunta?”

Albert Einstein tuvo también sus desencuentros con Dirac, a pesar de su enorme respeto por é (cuando Veblen, a cargo del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton le preguntó a Einstein que físico le gustaría más que se uniera a él, Einstein eligió a Paul Dirac como “la mejor opción posible”). En una carta de 1926 a Paul Ehrenfest, escribe: “Tengo problemas con Dirac. Este equilibrio en el vertiginoso camino entre el genio y la locura es horrible”. Y en otra carta confesó al comentar el efecto Compton: “No entiendo a Dirac en absoluto”. Aasí y todo, Einstein solía tener un ejemplar del libro de Dirac sobre mecánica cuántica junto a su cama, aparentemente murmurando “¿Dónde está mi Dirac?”, cuando se encontraba con un problema especialmente complicado.

Paul Dirac con Werner Heisenberg

Cuando Niels Bohr se quejó de que no sabía cómo terminar una frase en un artículo científico que estaba escribiendo, Dirac respondió: “Me enseñaron en la escuela a no empezar nunca una frase sin saber el final de la misma”.

Dirac también criticó el interés del físico J. Robert Oppenheimer por la poesía, afirmando que”el objetivo de la ciencia es hacer que las cosas difíciles sean comprensibles de forma más sencilla; el objetivo de la poesía es exponer cosas sencillas de forma incomprensible. Ambos son incompatibles”.

Digamos para mantener el equilibrio de la balanza que cuando aceptó la invitación de J. Robert Oppenheimer,  nombrado director del IAS, en 1947 y 1948, Dirac trabajaba duro entre semana, pero reservaba los fines de semana para la familia y para socializar con sus colegas. Los sábados por la mañana, Dirac salía con un hacha al hombro para ayudar a Veblen y a otros a despejar otro camino en los bosques del Instituto. Desde ese año, fue un visitante anual, excepto uno en el que su visado llegó tarde debido a las sospechas de sus viajes a Rusia y a la manías conspiranoicas de los años de la Guerra fría por parte norteamericana.

Paul Dirac fue un auténtico genio, con sus rarezas y sus virtudes, un buscador de la belleza en la ciencia, que dijo: “Si uno trabaja desde el punto de vista de conseguir la belleza en su ecuación, … está en una línea segura de progreso.”

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Manuel de León (CSIC, Fundador del ICMAT, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias, Real Academia Galega de Ciencias).

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La herencia de Dirac

Paul Adrian Maurice Dirac fue Premio Nobel de Física en 1933, compartido  con Erwin Schrödinger, por sus contribuciones a la teoría atómica. Dirac fue un físico matemático siempre preocupado por la belleza matemática de las teorías físicas. Escribió: “This result is too beautiful to be false; it is more important to have beauty in one’s equations than to have them fit experiment.” Pero, ¿cómo ha afectado esta preocupación por la belleza al desarrollo de la física en los últimos 50 años?

 

Paul Dirac

 

En la Universidad de Moscú existe un encerado en el que a los físicos relevantes que visitan el campus se les invita a escribir una frase como recuerdo. Dirac escribió: “Una ley física debe posser belleza matemática”.  Nada más cierto, si uno revisa las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo o la ecuación de campo de Albert  Einstein, verá sencillez, elegancia y una belleza impactante.

Recientemente he leído una entrevista a la física teórica Sabine Hossenfelder, autora del libro ‘Perdidos en las matemáticas’, con un provocador titular: Gastar más en el acelerador de partículas es tirar el dinero”. Hossenfelder es muy clara: “Yo sólo hablo de la física que describe las leyes fundamentales de cómo funciona el universo; no de las otras ramas. Y en esa área hace 40 años que el progreso se ha detenido.” Y apunta a la obsesión de los físicos por la belleza matemáticas como la causa de este estancamiento.

La obsesión por buscar una teoría unificadora, por una teoría del todo, ha llevado a construir el CERN, con un coste de 20.000 millones de euros, que aunque ha llevado al comprobación de la existencia del bosón de Higgs, no ha aportado nueva física. De hecho, siguiendo sus argumentos, lo que se está haciendo servirá para medir mejor la masa de una partícula, pero nada más, las ecuaciones ya eran conocidas. Otro ejemplo (no tan caro) que se puede aducir es la medida de las ondas gravitacionales; ya están previstas en las ecuaciones de Einstein, pero detectarlas ha sido cuestión de desarrollo tecnológico y un uso adecuado de la Ciencia de Datos. En este caso, sin embargo, podríamos argumentar que la detección de ondas gravitacionales nos va a llevar seguramente a una nueva manera de indagar en los misterios del universo.

En cualquier caso, el debate está ahí, y podemos defender la necesidad del CERN y desarrollos posteriores o, como propugna Hossenfelder. Invertir ese dinero en conocer mejor los fundamentos de la Mecánica Cuántica y sus aplicaciones a la computación.

Dirac y Feynman

 

Esto me hace recordar un episodio de la popular serie The Big Bang Theory, el segundo de la undécima temporada. Leonard va a una entrevista a la radio para conseguir más financiación para la física, pero a lo largo de la entrevista sus declaraciones muestran como, a pesar de la financiación millonaria, la supersimetría no aparece. A la vez, Amy Farrah Fowler comienza a disfrutar de su nuevo laboratorio, ya que la Biología ha conseguido mucha más financiación que la física. Leonard recibe la reprimenda de la decana, porque los donantes se preguntan por qué dar dinero si la física está en un callejón sin salida. La decana le pide una retractación, y lo que Leonard asume es que le está pidiendo que mienta. El tema afecta también a Sheldom, que comienza a preguntarse si la física está muerta, y ambos comienzan a deprimirse bebiendo cerveza romulana. Raj y Wolowitz se unen al grupo, aumentando la depresión colectiva, y es finalmente Penny quien les dice que no se vengan abajo y busquen inspiración. Así que deciden visitar la tumba de Richard Feynman. Se dan cuenta que Feynman decía que se dedicaba a la física por el amor al arte.

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Y quizás esta es la razón final de la ciencia en general, la curiosidad y el amor por el conocimiento. Y aunque la estética presidirá siempre las ecuaciones matemáticas de la física, está bien preguntarse de vez en cuando si no estamos huyendo hacia delante.

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Manuel de León (CSIC, Fundador del ICMAT, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias).

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