domingo, 11 de octubre de 2009

Maxwell, sacúdete en tu cripta

Esto pasó hace algunas semanas y quiero escribirlo ahora que todavía lo tengo fresco. Pido disculpas por adelantado a los que lean este post y no sean físicos. Si hay partes que no traduzco es para poder transmitir mejor el sentido de lo que se dijo.


Una tarde del último Setiembre, durante mi estancia en Fermilab, estaba sentado frente a mi escritorio, haciendo quién sabe qué, cuando comencé a escuchar la siguiente conversación, que estaba teniendo lugar en alguna de las otras oficinas:

Bogdan: No, no encuentro nada incorrecto con tu argumento, pero habría que verlo con más cuidado...
Extraño: (respuesta ininteligible)
Bogdan: Bueno, tal vez podrías preguntarle a Chris Quigg, él fue alumno de Jackson. (Nota para físicos: sí, J.D. Jackson, el autor de "Classical Electrodynamics")
Extraño: (otra respuesta ininteligible)

Después de eso, escuché pasos por el pasadizo del departamento, desde la oficina de Bogdan en dirección a la mía. No pude resistir la tentación de voltear a ver quién había sido la otra persona en la conversación. Craso error: bastó un fugaz contacto visual para que el susodicho -un hombre alto de unos cincuenta años, vestido a la manera de controlador de vuelo de la NASA en los setentas- se detuviese en el pasillo, se acercara a la oficina que comparto con dos visitantes más (Jacobo y Roger, pero Jacobo ya se fue) y a manera de presentación preguntara:

"Do any one of you guys happen to know classical electrodynamics?"

Roger, Jacobo y yo nos miramos como diciendo "¿y éste de dónde salió?". Desafortunadamente (para mí), mi escritorio es el que está más cerca a la puerta, que es donde estaba apoyado el personaje, así que mientras que mis dos compañeros de oficina hábilmente regresaron sus miradas hacia lo que estaban haciendo antes de la interrupción, a mí no me quedó más opción que responder con un tentativo "sure...".

Ahora, la electrodinámica clásica es un tema que todos los físicos estudian durante la carrera y el posgrado, como parte de su formación, pero muy poca gente sigue investigando en el tema, así que mi respuesta completa fue algo como: "sí ... pero realmente no trabajo en eso...". Es como que a un médico le toquen la puerta del consultorio un extraño y le pregunten "doctor, ¿de casualidad sabe cómo funcionan los tendones?". Con el mismo entusiasmo de su primera pregunta, nuestro visitante exclamó:

"Ah, can I show you something then? I believe I have found an inconsistency in Maxwell's equations."

Un poco de contexto es necesario aquí. Las ecuaciones de Maxwell, conocidas desde 1861, son un grupo de cuatro ecuaciones que describen todos los fenómenos relacionados con la electricidad, la luz, el magnetismo y cualquier otro fenómeno relacionado con ondas electromagnéticas. Pero las ecuaciones de Maxwell sólo son válidas bajo ciertas circunstancias: el hecho de que estas circunstancias sean las que ocurren en la gran mayoría de fenómenos de la vida diaria y no tan diaria hace que las ecuaciones sean muy útiles. Estas ecuaciones han sido estudiadas a fondo por casi ciento cincuenta años: la tecnología actual es en gran medida fruto de ellas. Cuando nos salimos de la región de validez de esta teoría, tenemos otra, más fundamental, que explica lo que sucede en esos casos -la electrodinámica cuántica- y las predicciones de ésta son aún más precisas que las de la electrodinámica clásica (dentro de su rango de validez, claro). Mientras la electrodinámica clásica trata sobre "ondas", su versión cuántica trata sobre "fotones" ("partículas de luz").

Así que cuando un extraño se para frente a tu puerta y te dice que cree haber encontrado una inconsistencia en las ecuaciones de Maxwell, inmediatamente miras el calendario para revisar que no sea Día de los Inocentes. Por eso Bogdan le dijo "pregúntale a Chris Quigg, que fue alumno de Jackson". El libro de Jackson ha servido por generaciones para educar a físicos alrededor del mundo en electrodinámica clásica. Si Jackson te dice que tu cálculo en electrodinámica clásica esta incorrecto, entonces duda primero de tu cálculo, luego de tu conocimiento de electrodinámica clásica y por último de Jackson.

Volviendo a nuestro personaje -que resultó ser un profesor de Física (no dejó claro si de secundaria o de primeros años de pregrado)- éste procedió a mostrarme su prueba. A mitad de su explicación, se detuvo para preguntarme dónde había aprendido electrodinámica clásica y, pensando que me preguntaba de qué libro había estudiado, le respondí que del Jackson. Pero él no quería saber eso, sino en qué lugar había estudiado el curso. Curioso.

No recuerdo el detalle, pero su prueba consistía en que, asumiendo ciertas condiciones sobre las propiedades de una onda de luz que atraviesa un agujero de cierto tamaño (y se difracta), obtenía valores de ciertas variables que no tenían sentido: densidades de energía menores que las que tendría un fotón de la misma frecuencia de la onda que atravesó el agujero. A primera vista, no encontré un error de cálculo. Sin embargo, cuando comienzas a describir las cosas en términos de fotones y no de ondas, sabes que las ecuaciones de Maxwell pueden fallar, porque no están diseñadas para describir la luz en términos de fotones. En esos casos, uno debe utilizar otra descripción de la luz (le sugerí que revisara estados coherentes).

No pude decirle más. El hombre arregló sus papeles, me agradeció y siguió caminando por el pasillo. Unos minutos después lo vi buscando gente en el resto de las oficinas. Me parece que encontró a un postdoc disponible, porque se quedo por allá buen rato.

¿Qué habrá estado pensando esta persona? Era fácil ver que esperaba que alguien le dijera: "¡Pero cómo no nos hemos dado cuenta de ésto! ¡Todo lo que creíamos hasta ahora estaba equivocado!" Pero, por otro lado, también pudo suceder que realmente no tenía a quién más preguntarle y la idea no lo dejaba dormir hacía semanas, así que decidió pasar por el Depto. de Teoría de Fermilab porque quizá le quedaba cerca. Roger y Jacobo me contaron de casos similares en Cd. de México y Madrid, así que el fenómeno no es aislado. Roger me contó de alguien que se acercó al departamento de Física proponiendo la existencia de una nueva partícula que resolvía todos los problemas de la física contemporánea, algo así como una piedra filosofal. La curiosidad y el deseo por aprender siempre ranquean muy alto en mi libro, pero no sé hasta qué punto estas personas quieren satisfacer su curiosidad y cuándo comienza su deseo de escuchar a "una autoridad" (no, yo no me cuento ahí) agradecerle por habernos abierto los ojos.

La experiencia, sin embargo, no me disgustó y, hasta cierto punto, me divirtió. También me dejó pensando en la posibilidad de que, alguna vez, una persona de fuera de la academia realmente encuentre algo relevante e importante, y que se le deje de lado por carecer de las credenciales usuales: pregrado, doctorado, publicaciones en revistas indexadas, etc. No quiero despotricar contra el sistema con el que funciona la Física porque, a pesar de no ser perfecto, funciona: la ciencia avanza (o por lo menos se mueve) y los mecanismos están diseñados usualmente para que el trabajo duro sea recompensado. Pero la cantidad de conocimiento que un físico debe conocer antes de poder hacer algún aporte importante es cada vez mayor y es poco probable que, fuera de una universidad o un centro de investigación, un individuo estudie de manera sistemática todo lo que necesita aprender. La comunidad académica, además, provee a los investigadores la oportunidad de discutir ideas con sus pares. Fuera de ella, un autodidacta difícilmente podrá sostener esos diálogos por la falta de interlocutores. Experiencias como ésta me recuerdan, desde una perspectiva distinta a la cotidiana, cuánto de estructura social hay en la ciencia.