Aleph Cero / Cómputo y física
| Autor | Shahen Hacyan |
Desde que Galileo proclamó que el libro de la naturaleza está escrito en el lenguaje de las matemáticas, los científicos se han esforzado por describir el mundo con ellas, aunque sea con la ayuda de computadoras, como sucede en nuestros días. Actualmente, las leyes que rigen los fenómenos del mundo atómico y nuclear se conocen bastante bien y están expresadas por medio de fórmulas matemáticas muy precisas. Sin embargo, ese conocimiento no es suficiente por sí solo; salvo en los casos más simples, hay que recurrir, además, a cómputos muy pesados, los cuales pueden enfrentarse a muchas limitaciones técnicas.
A ese respecto, mencioné la semana pasada el cálculo de ciertas propiedades de las partículas subatómicas a partir de fórmulas matemáticas que describen las fuerzas entre los cuarks. Tal cálculo fue posible gracias a las técnicas más avanzadas de computación, y los resultados concuerdan muy bien con los datos experimentales.
Hasta la fecha, uno de los parámetros físicos que han sido calculados con más precisión es la propiedad magnética del electrón (partícula que compone el átomo). Las partículas subatómicas, tales como el electrón, se comportan como si fueran pequeños imanes; por ejemplo, se alinean con respecto a un campo magnético. La intensidad de ese imán -técnicamente llamado momento magnético- se puede calcular a partir de las leyes conocidas de la electrodinámica y de la mecánica cuántica. La electrodinámica cuántica fue desarrollada en los años 50 y es la teoría más precisa de la física.
El momento magnético del electrón ha sido calculado con 12 cifras significativas; es uno de los últimos cálculos del siglo 20 que todavía se podían hacer "a mano", sin recurrir a computadoras. El valor obtenido ha sido confirmado por experimentos de altísima precisión. Los dos resultados, el teórico y el experimental, concuerdan con una asombrosa precisión de una parte en un billón. Galileo podría estar muy satisfecho.
Pero el electrón es la más simple de las partículas subatómicas. Uno de sus "parientes" cercanos, el muón (que se designa con la letra griega my), tiene sus mismas características, excepto que es 200 veces más masivo. En este caso, los cálculos son aún más complicados que para el electrón debido a la gran masa, pero fueron realizados finalmente el año pasado por dos grupos independientes que obtuvieron resultados casi idénticos; por supuesto, tuvieron que recurrir a supercomputadoras.
Al mismo tiempo, un...
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