El misterio de la supersimetría: cómo la física moderna descifra el universo
Ciencia
Por: Carolina De La Torre - 10/05/2025
Por: Carolina De La Torre - 10/05/2025
¿Por qué los físicos parecen obsesionados con la simetría? y se dice que de conocer el origen de la simetría, los secretos del universo serían develado?
Desde un espejo que refleja nuestro cuerpo hasta las partículas más exóticas del universo, la simetría está presente en todas las leyes de la naturaleza y es una de las herramientas más poderosas de la física moderna. Una investigación Muy interesante nos muestra cómo detectar y entender simetrías nos permite construir teorías más sólidas y descubrir secretos ocultos del universo.
#UnDiaComoHoy 26 de julio de 1918 se publicó el teorema de Noether.
— Canaima GNU/Linux (@CanaimaGNULinux) July 26, 2023
Este teorema expresa que cualquier simetría diferenciable proveniente de un sistema físico tiene su correspondiente ley de conservación.
El teorema se denominó de esta forma por la matemática Emmy Noether. pic.twitter.com/I2mdJUIbFF
En física, una simetría es cualquier operación que podemos aplicar a un sistema sin que este cambie. Un ejemplo cotidiano es el cuerpo humano: salvo detalles, el lado izquierdo y derecho son casi idénticos. Otra referencia familiar es una copa de vino perfecta: gírala y seguirá luciendo igual.
Estas son las formas más simples de simetría: la paridad en el caso del cuerpo humano y la simetría cilíndrica en objetos como la copa. Detectar simetrías nos dice qué transformaciones podemos hacer sobre un sistema sin alterarlo. En matemáticas, las simetrías permiten simplificar problemas complejos y son esenciales para entender ecuaciones que describen la realidad física.
Más allá de lo visual o abstracto, las simetrías son cruciales porque guían la construcción de teorías. Si imaginamos un mundo como una esfera perfecta, cualquier rotación no cambia nada de la esfera. Las leyes de la física deben respetar esta simetría: no pueden depender de un punto en particular.
Lo mismo ocurre en física de partículas y relatividad general: las interacciones y fuerzas que observamos en el universo están determinadas por simetrías que relacionan partículas y sus comportamientos. La simetría nos impone límites, pero también nos ofrece un mapa para explorar lo desconocido.
En mecánica cuántica existen dos tipos de partículas:
Estas diferencias hacen que sus comportamientos sean radicalmente distintos, pero la física se preguntó: ¿podría existir una relación entre ellos?
En los años 70, la búsqueda de nuevas simetrías llevó al concepto de supersimetría, que propone que a cada partícula conocida le corresponde un compañero oculto. Un electrón tendría un selectrón, un bosón como el gluón tendría un gluino, y lo mismo aplicaría a todas las partículas conocidas. Estas “parejas” no se ven fácilmente, pero podrían existir y transformar nuestra comprensión del universo.
La supersimetría no surgió al azar. Inicialmente era un reto matemático: explorar nuevas simetrías más allá de las ya conocidas para ver si podían revelar patrones ocultos. Pronto quedó claro que este enfoque tenía implicaciones mucho más profundas. Por ejemplo, ayuda a entender por qué la interacción débil es mucho más intensa que la gravedad, un misterio conocido como problema de la jerarquía.
Además, la supersimetría abre la puerta a posibles soluciones a uno de los mayores enigmas de la física moderna: la materia oscura. Algunas de las partículas supersimétricas podrían coincidir con esta materia invisible que compone gran parte del universo, ofreciendo así candidatos naturales que las teorías actuales no habían identificado.
Pero sus ventajas no se quedan ahí. La supersimetría es un componente clave en las teorías de supercuerdas, que buscan unificar todas las fuerzas de la naturaleza, incluida la gravedad, dentro de un marco cuántico. Gracias a estas simetrías, los cálculos se simplifican, los patrones emergen con claridad y se abren nuevas formas de pensar sobre cómo las partículas y las fuerzas se conectan entre sí.
Aunque todavía no se han detectado experimentalmente todos los compañeros supersimétricos, la investigación en este campo sigue siendo muy interesante. Cada avance podría acercarnos a un modelo más completo del universo, donde las simetrías y supersimetrías no sean solo ideas elegantes, sino parte real de la estructura del cosmos.
Simetría y supersimetría nos ayudan a ver patrones que antes eran invisibles y a formular teorías que podrían cambiar nuestra comprensión del universo. Esta investigación sigue abierta: algunas ideas podrían permanecer como herramientas matemáticas elegantes, pero otras podrían revelar ingredientes fundamentales del mundo que habitamos.
