XXVII. EL MONOPOLO SUPERPESADO

POR el tiempo en que Price anuncio su "descubrimiento" del monopolo, la idea de la carga magn�tica surgi� de nuevo, ahora en la f�sica de las part�culas elementales. En efecto, el f�sico holand�s Gerard t'Hooft, e independientemente de �l, el f�sico sovi�tico Alexander Polyakov encontraron que una cierta clase de teor�as, llamadas de norma, que se emplean para explicar las propiedades de las part�culas elementales, no s�lo permiten sino que implican forzosamente la existencia del monopolo magn�tico. Seg�n estos f�sicos, este monopolo ha de ser muy masivo, m�s pesado que cualquier part�cula elemental vista hasta el presente; adem�s, no es puntual, aunque s� muy peque�o en extensi�n.

La situaci�n, en breves palabras, es la siguiente: Antes del descubrimiento del neutr�n en 1932 por Chadwick, los f�sicos conoc�an dos tipos de fuerzas entre part�culas fundamentales: la electromagn�tica y la gravitacional. Para explicar la estructura del n�cleo, se postul� la existencia de la fuerza nuclear o interacci�n fuerte. Esta es la fuerza con que los constituyentes del n�cleo —protones y neutrones— se atraen para formarlo. La fuerza nuclear es mucho m�s intensa que las otras dos conocidas hasta entonces, y de ah� que el n�cleo sea mucho menor que el �tomo, como se explica en la Figura 23. Una cuarta fuerza hizo luego su aparici�n, la interacci�n llamada d�bil, que causa la desintegraci�n b del n�cleo. Pues bien, a cada tipo de fuerzas se le dise�� una teor�a a la medida: la electrodin�mica cu�ntica para las interacciones el�ctricas y magn�ticas, la relatividad general para las fuerzas gravitacionales y as� sucesivamente para las otras dos. El sue�o dorado de muchos f�sicos —Einstein, entre ellos, luch� hasta el final de su vida por una teor�a unificada del electromagnetismo y la gravitaci�n—, es construir la "gran teor�a unificada", que englobe a todas las interacciones. Este sue�o se ha realizado parcialmente: la teor�a electrod�bil consigui� unificar a la fuerza electromagn�tica y a la interacci�n nuclear d�bil en un solo marco te�rico, que trata a ambas fuerzas como diferentes manifestaciones de la misma interacci�n subyacente. El esfuerzo ahora se concentra en la "gran unificaci�n", que busca englobar tambi�n a la interacci�n nuclear fuerte. Con ello, s�lo quedar�a fuera la gravitaci�n.

Figura 23. Para que el potencial el�ctrico entre dos cargas (l�nea punteada) sea del mismo orden que el potencial nuclear (l�nea s�lida), la carga de las part�culas deber�a ser 3.3 veces la del electr�n: el n�cleo es menor que el �tomo.

Seg�n los conceptos en boga, los protones y otras part�culas que interact�an fuertemente est�n formados por cuarks. En la gran teor�a unificada, estos cuarks pueden cambiarse en leptones, que son part�culas como el electr�n que responden a la interacci�n d�bil, mas no a la fuente, cuando chocan con un leptocuark, que es una part�cula extremadamente masiva, digamos 100 billones de veces m�s pesada que el prot�n. Seg�n t'Hooft y Polyakov, siempre que haya un leptocuark habr� un monopolo magn�tico, tambi�n superpesado. La gran teor�a unificada predice que el prot�n es inestable; si esto se observa, tal vez veamos tambi�n el monopolo.

En este punto la f�sica de las part�culas muy peque�as y veloces hace contacto con la f�sica de lo muy grande, con el Universo en su conjunto, y sus galaxias. S�lo en la gran explosi�n primigenia con que naci� el Universo pudo haber hornos con temperaturas suficientemente grandes para generar part�culas tan pesadas como el monopolo. En esa cocina c�smica se habr�an producido tantos polos sur como norte, algunos se habr�an recombinado y muchos habr�an sobrevivido. No hay raz�n alguna para pensar que estos �ltimos no deambulen hoy por alg�n rinc�n del Universo.

Esta nueva visi�n del monopolo y sus consecuencias cosmol�gicas desde luego renov� el inter�s por buscar la elusiva carga magn�tica. Un buen n�mero de especulaciones, de brillantes ideas te�ricas y de fant�sticos experimentos surgieron en cascada. Veamos algunos de ellos.