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Simetría, a veces, mejor rota

En este blog hemos hablado en alguna ocasión de la importancia de las simetrías.  Las simetrías de las leyes físicas son fundamentales por muchos motivos, por ejemplo:

  1. Nos ayudan a encontrar cantidades conservadas como la energía, el momento, la carga eléctrica, etc.
  2. Definen las interacciones, es decir, la forma en la que los sistemas interactúan entre si viene determinada por razones de simetría frente a algunas transformaciones admitidas de los objetos matemáticos con los que representamos las magnitudes físicas de interés.

Pero aún más interesante, si cabe, es que las simetría no solo es útil y fructífera cuando están presentes, hay muchas ocasiones en las que cuando una determinada simetría se rompe crea nuevos fenómenos físicos.  Hay muchos ejemplos, desde la obtención de masas por parte de algunas partículas según el mecanismo Higgs hasta el fenómeno de superconductividad, hay toda una plétora de fenómenos físicos que se pueden asociar a roturas de simetrías (y a las transiciones de fases asociadas).

Sin embargo, si miramos a nuestro alrededor no solo en física es importante hablar de simetría o de rotura de simetrías.  Estos conceptos posiblemente sean de los más profusamente empleados en ciencia y muchas de las preguntas abiertas en la actualidad están asociadas a simetrías y sus roturas.  En esta entrada discutiremos brevemente acerca de este hecho y de los campos, no propiamente de la física, en los que las cuestiones relativas a la simetría o su rotura son fundamentales.  No será una entrada exhaustiva, solo comentaré las cosas que me resultan curiosas y sorprendentes. El único objetivo es que, por si alguien no había caído, la simetría es importante más allá de la física y que tenerla presente siempre ayuda a la hora de encontrar, definir y solucionar problemas.

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Que tu mano derecha no sepa lo que hace la izquierda

Hoy nos ocupamos de una característica sutil de la naturaleza.  Aunque generalmente la física no cambia si reflejamos los procesos en un espejo hay situaciones en la que existe una diferencia entre el proceso mirado a uno y otro lado del espejo.  Esto depende de una propiedad de las partículas y sus interacciones denominada quiralidad.

Aunque a primera vista puede parecer una cuestión menor, el hecho de tener interacciones quirales (que distinguen izquierda y derecha) es una propiedad importante en nuestro universo. De hecho, como veremos en breve en alguna entrada, es un requisito importante para saber si un modelo (derivado de la teoría de cuerdas, por ejemplo) puede acomodar la física que nos rodea a nivel de las partículas elementales. Trataré de hacer la discusión lo más simple posible. Sigue leyendo