Lo que hace significativa la vida de un físico

Cuando le pregunté a un experimentador que ha estado buscando durante más de tres décadas partículas masivas que interactúan débilmente como la escurridiza materia oscura y no las encontró, "¿cuánto tiempo continuarás?", Respondió: "mientras tenga fondos".

Para mí, esta no fue una respuesta satisfactoria. Vivimos poco tiempo y es mejor que lo gastemos sabiamente para que al final de nuestra vida sintamos que hicimos una contribución significativa al mundo. Descartar algo que no existe durante toda una carrera científica no es tan gratificante como encontrar algo nuevo que realmente existe.

Este tema surgió en una sesión de preguntas y respuestas que tuve con algunas decenas de estudiantes en el departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Tufts después del coloquio presencial que dicté allí ayer. Uno de los estudiantes preguntó: “¿Cuál sería una buena estrategia para elegir un tema de investigación para un doctorado?” Mi consejo fue seleccionar un tema en el que el conocimiento científico evolucione rápidamente o tenga potencial para progresar pronto. Estas características marcan un gran territorio inexplorado, un " camino no tomado " en palabras de Robert Frost, donde los predecesores no han recogido frutos al alcance de la mano.

Los físicos comprometidos con la mecánica cuántica en su fase inicial hace un siglo, hicieron descubrimientos fundamentales. Por ejemplo, en una tesis doctoral de 70 páginas escrita en 1924, Louis de Broglie hizo el descubrimiento fundamental de la dualidad onda-partícula en la física cuántica y ganó el Premio Nobel por ello en 1927.

Es muy poco probable que Louis de Broglie, Niels Bohr , Max Born , Werner Heisenberg , Wolfgang Pauli , Erwin Schrödinger y Paul Dirac fueran mucho más talentosos que las generaciones de físicos que siguieron sus pasos. Pero décadas más tarde, los frutos restantes del conocimiento cuántico quedaron en lo alto de las ramas más altas y difíciles de alcanzar.

Lo mismo ocurre con la historia de los aceleradores de partículas . El ciclotrón desarrollado por EO Lawrence fue el primero en producir, identificar e investigar mesones en 1948, un estudio que condujo a avances importantes en nuestra comprensión de la física nuclear y al descubrimiento de los componentes básicos de los quarks y gluones en la cromodinámica cuántica. Medio siglo después, la inversión de diez mil millones de dólares en el Gran Colisionador de Hadrones no fue tan revolucionaria y principalmente confirmó la existencia del bosón de Higgs hasta el momento.

Algunas áreas de investigación siguen siendo impopulares hasta que son legitimadas por un importante descubrimiento experimental. Los ejemplos incluyen la búsqueda de exoplanetas por velocidad radial o técnicas de tránsito, que Otto Struve sugirió en un artículo de 2 páginas en 1952, pero solo se hizo popular en 1995 después de la primera identificación de un planeta alrededor de una estrella similar al Sol, 51 Pegasi. de Michel Mayor y su estudiante de doctorado, Didier Queloz , por el que recibieron el Premio Nobel de Física en 2019 . Lo mismo es válido para la astrofísica de ondas gravitacionales , que se convirtió en un área de investigación principal después del descubrimiento de la primera fuente de ondas gravitacionales GW150914.por la colaboración LIGO en 2015, por la que se otorgó el Premio Nobel de Física en 2018 .

Hoy, una breve nota de investigación en el espíritu del artículo de Struve, que indica un nuevo camino para el descubrimiento, probablemente habría sido bloqueada por los moderadores de arXiv y nunca publicada allí. El argumento de los moderadores sería que la nota no es lo suficientemente extensa como para ser sustancial, ya que sigue extrapolaciones triviales de lo que se conoce en los sistemas estelares binarios.

Por el contrario, la lección más importante que se debe aprender de la historia de la física es evitar áreas en las que se avanzó poco en el avance de nuestro conocimiento científico sobre la realidad durante muchas décadas. Esto incluye fronteras en la física teórica que se basan en conceptos que no recibieron confirmación experimental durante más de medio siglo. Esta escala de tiempo de “medio siglo” es fundamental en este contexto, ya que representa el período activo típico de un físico y refleja el riesgo de dedicar toda una carrera a un programa de investigación que no conduce al descubrimiento de una nueva faceta de la realidad.

El mundo de las ideas es mucho más grandioso que el mundo real en el que se realizan una pequeña minoría de estas posibilidades. La tarea de un matemático es más sencilla que la de un físico porque las ideas matemáticas no necesitan resistir el escrutinio de la evidencia experimental sobre si describen la realidad.

Las elecciones más importantes en la vida implican tomar riesgos porque los resultados son inciertos hasta que los exploramos. Y en el momento en que los exploramos, el tiempo perdido no se puede gastar en mejores opciones. Entonces, ¿qué hace un físico para tener una carrera significativa? Concéntrese en las fronteras con datos nuevos e inexplicables y emocionantes y asuma algunos riesgos en un intento de avanzar en ellos. Explorar lo desconocido hace que la vida tenga sentido y sea divertida.

¿Espero que la mayoría de los estudiantes que asistieron a la sesión de preguntas y respuestas después de mi coloquio sigan este consejo? No, no soy tan ingenuo. La mayoría seguirá las tendencias populares que ofrecen las mejores perspectivas para trabajos posdoctorales y docentes más adelante. Estas áreas de investigación favorecidas fueron talladas por mentores senior que basaron su prestigio en el camino trillado, incluso si ese camino no reveló frutos al alcance de la mano durante décadas. La apuesta segura para los científicos novatos es impresionar a sus compañeros siguiendo la moda. Esto ofrece la comodidad de una gran comunidad de colegas que se reúnen regularmente en los pasillos de la academia y en conferencias para discutir las últimas restricciones sobre cosas que no se ha demostrado que existan.

Los mismos estudiantes eventualmente se convertirán en profesores senior y responderán la pregunta: "¿cuánto tiempo continuarás?" por la respuesta: “siempre y cuando esté financiado”. Y seguirán siendo financiados, siempre y cuando los comités de financiación estén integrados por colegas con ideas afines. El ser humano sabe cómo hacer de la vida una profecía autocumplida.

SOBRE EL AUTOR

Avi Loeb es el jefe del Proyecto Galileo, director fundador de la Iniciativa Black Hole de la Universidad de Harvard, director del Instituto de Teoría y Computación del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y ex presidente del departamento de astronomía de la Universidad de Harvard (2011). –2020). Preside la junta asesora del proyecto Breakthrough Starshot y es ex miembro del Consejo de Asesores del Presidente sobre Ciencia y Tecnología y ex presidente de la Junta de Física y Astronomía de las Academias Nacionales. Es el autor más vendido de " Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth " y coautor del libro de texto " Life in the Cosmos ", ambos publicados en 2021. Su nuevo libro, titulado " Interstellar ”, tiene prevista su publicación en agosto de 2023.