XXVII. EL MONOPOLO SUPERPESADO

POR el tiempo en que Price anuncio su "descubrimiento" del monopolo, la idea de la carga magnética surgió de nuevo, ahora en la física de las partículas elementales. En efecto, el físico holandés Gerard t'Hooft, e independientemente de él, el físico soviético Alexander Polyakov encontraron que una cierta clase de teorías, llamadas de norma, que se emplean para explicar las propiedades de las partículas elementales, no sólo permiten sino que implican forzosamente la existencia del monopolo magnético. Según estos físicos, este monopolo ha de ser muy masivo, más pesado que cualquier partícula elemental vista hasta el presente; además, no es puntual, aunque sí muy pequeño en extensión.

La situación, en breves palabras, es la siguiente: Antes del descubrimiento del neutrón en 1932 por Chadwick, los físicos conocían dos tipos de fuerzas entre partículas fundamentales: la electromagnética y la gravitacional. Para explicar la estructura del núcleo, se postuló la existencia de la fuerza nuclear o interacción fuerte. Esta es la fuerza con que los constituyentes del núcleo —protones y neutrones— se atraen para formarlo. La fuerza nuclear es mucho más intensa que las otras dos conocidas hasta entonces, y de ahí que el núcleo sea mucho menor que el átomo, como se explica en la Figura 23. Una cuarta fuerza hizo luego su aparición, la interacción llamada débil, que causa la desintegración b del núcleo. Pues bien, a cada tipo de fuerzas se le diseñó una teoría a la medida: la electrodinámica cuántica para las interacciones eléctricas y magnéticas, la relatividad general para las fuerzas gravitacionales y así sucesivamente para las otras dos. El sueño dorado de muchos físicos —Einstein, entre ellos, luchó hasta el final de su vida por una teoría unificada del electromagnetismo y la gravitación—, es construir la "gran teoría unificada", que englobe a todas las interacciones. Este sueño se ha realizado parcialmente: la teoría electrodébil consiguió unificar a la fuerza electromagnética y a la interacción nuclear débil en un solo marco teórico, que trata a ambas fuerzas como diferentes manifestaciones de la misma interacción subyacente. El esfuerzo ahora se concentra en la "gran unificación", que busca englobar también a la interacción nuclear fuerte. Con ello, sólo quedaría fuera la gravitación.

Figura 23. Para que el potencial eléctrico entre dos cargas (línea punteada) sea del mismo orden que el potencial nuclear (línea sólida), la carga de las partículas debería ser 3.3 veces la del electrón: el núcleo es menor que el átomo.

Según los conceptos en boga, los protones y otras partículas que interactúan fuertemente están formados por cuarks. En la gran teoría unificada, estos cuarks pueden cambiarse en leptones, que son partículas como el electrón que responden a la interacción débil, mas no a la fuente, cuando chocan con un leptocuark, que es una partícula extremadamente masiva, digamos 100 billones de veces más pesada que el protón. Según t'Hooft y Polyakov, siempre que haya un leptocuark habrá un monopolo magnético, también superpesado. La gran teoría unificada predice que el protón es inestable; si esto se observa, tal vez veamos también el monopolo.

En este punto la física de las partículas muy pequeñas y veloces hace contacto con la física de lo muy grande, con el Universo en su conjunto, y sus galaxias. Sólo en la gran explosión primigenia con que nació el Universo pudo haber hornos con temperaturas suficientemente grandes para generar partículas tan pesadas como el monopolo. En esa cocina cósmica se habrían producido tantos polos sur como norte, algunos se habrían recombinado y muchos habrían sobrevivido. No hay razón alguna para pensar que estos últimos no deambulen hoy por algún rincón del Universo.

Esta nueva visión del monopolo y sus consecuencias cosmológicas desde luego renovó el interés por buscar la elusiva carga magnética. Un buen número de especulaciones, de brillantes ideas teóricas y de fantásticos experimentos surgieron en cascada. Veamos algunos de ellos.