La media hostia

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Un tipo de agujero negro previsto por la teoría de cuerdas podría explicar las características de los cuprates, también conocidos como metales extraños. Podría ser la experimentación la que nos dé pruebas de la veracidad de dicha teoría, y no miles de páginas de ecuaciones.

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Nadie entiende la teoría de cuerdas, y probablemente está bien así. Ya decía uno de los teóricos de la mecánica cuántica que cuando crees que la entiendes, es que no la entiendes en absoluto. Los físicos tienen la esperanza de que dicha teoría unifique por fin la relatividad einsteniana y la mecánica cuántica. De momento, la teoría se resiste. Son miles las páginas de ecuaciones necesarias para explicarla. Pero, ¿y si se descubriese una aplicación práctica que lo hiciese todo más sencillo?

Subir Sachdev, de la Universidad de Harvard, en Cambridge, Massachusetts, podría haber descubierto ahora que la teoría de cuerdas, en su estado actual, predice la existencia de cierta clase de agujero negro que podría ayudar a explicar las propiedades de una extraña clase de materiales, conocidos por los científicos como «metales extraños».

Nos referimos al tipo de metales que recibe el nombre de cuprates. Son compuestos cerámicos que contienen cobre y pueden actuar como superconductores a temperaturas relativamente altas —hasta 135 grados Kelvin—. Son llamados «metales extraños» porque tanto su resistividad eléctrica como la velocidad a la que los electrones se desvían por interacciones entre ellos son proporcionales a su temperatura, y no al cuadrado de la misma como sucede en los metales normales, algo descrito por las leyes de los líquidos de Fermi. «No hay una teoría que explique eso» comenta Hong Liu, físico del MIT.

Sachdev y sus colaboradores describen ahora un modelo llamado «líquido fraccionado de Fermi» que puede explicar las características de estos metales extraños. De momento, es necesario considerar un comportamiento especial de sus partículas cuánticas. Pero es que dicho comportamiento coincide con el presumido para un tipo especial de agujero negro descrito por la teoría de cuerdas. «Estamos aún lejos de poder decir que la teoría de cuerdas explica esta materia extraña, pero ahora tenemos la esperanza» dice Sachdev. «Es muy excitante, porque se trata de una nueva perspectiva».

Experto en las leyes de Fermi, Sachdev ha tenido que aprender la teoría de cuerdas a «velocidad suicida».

El resultado de Sachdev se apoya en el trabajo de John McGreevy y sus colaboradores en el MIT, quienes en 2009 comenzaron a estudiar una conjetura de la teoría de cuerdas conocida como correspondencia AdS/CFT. Ideada por el físico argentino Juan Maldacena en 1997, se trata de una serie de soluciones a las ecuaciones de Einstein aplicando una constante cosmológica negativa, lo que podría permitir una explicación cuántica del fenómeno gravitatorio. McGreevy admite que esta conjetura ha venido siendo utilizada en sistemas abstractos. Sachdev la ha llevado a un modelo realista, definiendo ese tipo de agujero negro previsto por la teoría de cuerdas para explicar propiedades reales de un tipo determinado de metales.

No es la primera vez que intenta aplicarse la teoría de cuerdas a un problema real. En 2004 Pavel Kovtun, hoy en la Universidad de Victoria en la Columbia Británica, Canadá, utilizo la teoría de cuerdas para explicar una sopa de partículas fundamentales llamada plasma de quark-gluón que hubo aparecido en colisiones de partículas en el acelerador RHIC situado en Upton, Nueva York. Pero era un caso aislado. Los intentos de aplicar la correspondencia AdS/CFT a sistemas de materia condensada como superconductores nunca habían llevado a modelos realistas. Lo dice Joe Polchinski, teórico de cuerdas de la Universidad de Santa Bárbara, en California.

En efecto, resulta poder ser la experimentación la que nos dé pruebas de la validez de la teoría de cuerdas, permitiéndonos por fin alcanzar la teoría unificada que la física de partículas anhela, y no miles de páginas de ecuaciones. Sería el más maravilloso regalo que la humanidad jamás habría recibido de la ciencia.

Foto de Lali Masriera.