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La UNLP publicó un homenaje a 50 años de un descubrimiento que revolucionó la historia de la física

/Prensa UNLP/


Homenaje a Carlos Bollini y Juan José Giambiagi, los científicos argentinos creadores del método de regularización dimensional. Escribe el Dr Fidel Schaposnik

A 50 años de la publicación del método de regulación dimensional desarrollado por los profesores de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata, Carlos Guido Bollini y Juan José Giambiagi, la casa de estudios platense, junto al CONICET, reconocen a sus creadores en el Instituto de Física La Plata.

Durante las jornadas de hoy y mañana se desarrollará la conferencia “50 Años de Regularización Dimensional”.

El evento conmemora la publicación del famoso artículo de J. J. Giambiagi y C. G. Bollini, titulado “Dimensional Renormalization: The Number of Dimensions as a Regularizing Parameter”, una obra de enorme trascendencia en el campo de la física, que logró presentar el método más eficiente que se conoce para regularizar los cálculos de la teoría cuántica de campos.

La conferencia se llevará a cabo en el Instituto de Física La Plata, UNLP-CONICET, y cuenta con el apoyo parcial del CONICET y el Departamento de Física de la Universidad Nacional de La Plata. Está organizado por Diego Correa, Gastón Giribet, Andrés Goya, Nicolás Grandi, Guillermo Silva y Martín Schvellinger.

Bollini y Giambiagi: el método de la regularización dimensional

El doctor Física de la UNLP, profesor, e Investigador Emérito de la CICBAFidel Schaposnik nos ofrece en este artículo un fascinante recorrido por la historia de uno de los descubrimientos más revolucionarios de la Física. Y nos invita, además, a conocer de cerca la vida de Giambiagi y Bollini, dos mentes brillantes que dejaron una huella imborrable para el avance de la ciencia argentina.

Durante la década de 1920 la mecánica cuántica ya estaba bien establecida cuando se trataba de describir fenómenos en escalas atómicas (muy pequeñas, del orden de 0.00000001 cm) en las que la mecánica clásica de Newton fallaba.

Cuando se intentó en la siguiente década extender la teoría clásica de Maxwell al caso de la radiación electromagnética a las exitosas reglas que permitieron hacerlo en el caso de la mecánica surgieron problemas que llevaron 20 años en ser resueltos. Lo que sucedía era que cuando se intentaba calcular teóricamente propiedades físicas aparecían valores infinitos que obviamente nada tenían que ver con los resultados experimentales.

Este problema recién se resolvió alrededor de 1950 cuando se propuso un método de regularización capaz de dar sentido a los resultados teóricos por sustracción de esos infinitos en un proceso conocido como de renormalización. Por ello recibieron el premio Nobel Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger y Richard Feynman 15 años después.

Si bien esto resolvió la extensión al dominio cuántico de teoría clásica electromagnética, cuando se trataba de utilizar las mismas reglas al caso de las llamadas fuerzas débiles (ligadas por ejemplo a la existencia de la radioactividad) y las fuerzas fuertes (ligadas por ejemplo a la existencia de los núcleos atómicos) se planteaban serias dificultades, referidas a cómo respetar ciertas simetrías de la Naturaleza.

A finales de la década del 60, Carlos Guido Bollini y Juan José Giambiagi, que habían renunciado a sus cargos en la UBA luego de la noche de los bastones largos, llegaron a la UNLP para desempeñarse como investigadores y profesores en la facultad de Ciencias Exactas. Debieron abandonar sus cargos nuevamente luego de que Giambiagi fue secuestrado dos veces y tanto él como Bollini, amenazados y exonerados de la UNLP y el CONICET debieron emigrar al comienzo de la dictadura de  1976-1983  para salvar sus vidas y las de sus familias.

En 1971 los investigadores crearon un método mucho más ventajoso que los existentes que permite mantener la invariancia de esas simetrías durante todo el proceso de cálculo cuántico, al que llamaron regularización dimensional.

El término “dimensional” se refiere a que los cálculos matemáticos que el método requería se hacían no en el espacio-tiempo relativista de tres dimensiones espaciales y una temporal, es decir, en 3+1=4 dimensiones de espacio tiempo sino en uno que en lugar de esas 4 dimensiones tiene un complejo arbitrario al que ellos designaron con la letra griega “nu” (cuya grafía es “ѵ”). De esa manera era más simple controlar la posible aparición de cantidades infinitas durante el cálculo (la “regularización”) y extraerlas en el resultado final en que se volvía a las 4 dimensiones relativistas, para compararlas con los resultados experimentales (la “renormalización”).

Este método fue presentado en un artículo sometido a publicación en una prestigiosa revista de los Paises Bajos (Physics Letters B). La propuesta fue tan original que el réferi que se encargó de juzgarlo cuando llegó a la revista, el 18 de octubre de 1971, lo rechazó de una manera poco elegante pues recomendó a Bollini y Giambiagi, cito: “a restringirse a calcular en 4 dimensiones espaciotemporales”.

El doctor Física de la UNLP, Fidel Schaposnik

Ante a tal rechazo Bollini convenció a Giambiagi de reenviarlo al “Il Nouvo Cimento”, una revista italiana famosa porque allí tuvo Enrico Fermi que publicar en 1934 su trabajo sobre el neutrino, rechazado previamente por la tan respetada revista Nature que luego debió desdecirse y publicarlo, aunque en forma tardía en 1939. Con este argumento Giambiagi convenció a Bollini de seguir discutiendo con los editores del Physics Letters B. Y finalmente, como en el caso de Fermi, el trabajo de Giambiagi y Bollini terminó apareciendo en ambas revistas.

 En lo que respecta al Physics Letters, la fecha de recepción original es la del 18 de octubre de 1971 y la aparición del artículo cuando se dio marcha atrás con el rechazo es la del 7 de agosto de 1972. En cuanto a Il Nuovo Cimento, que la aceptó en primera instancia, la fecha de recepción fue que aparece es la del 8 de febrero de 1972 y la de la publicación es la de noviembre de ese año.

En la gran mayoría de los 33 artículos que publicaron juntos, Bollini y Giambiagi, el trabajo terminaba con una fórmula y en el mejor de los casos son un comentario de una o dos líneas. De hecho, en la versión que fue rechazada a la última fórmula la seguía un comentario de no más de una línea y media. En la versión de la revista italiana el trabajo termina con una contundente sección de conclusiones de más de media página.

Como señale más arriba, el Physics Letters revió el rechazo y publicó finalmente el artículo. En relación a esto conviene señalar que, según me relató Giambiagi se encontró, en el CERN de Ginebra con Harry Lehman, un renombrado físico alemán que le confesó haber sido el réferi autor del rechazo y se disculpó. Bollini, también exiliado en Brasil en esos tiempos siguió pensando que Lehman, cito: “no había entendido nada”.

Notablemente, Gerard ‘t Hooft y Martinus Veltman, enviaron en febrero de 1972 para su publicación en la revista neerlandesa Nuclear Physics, un extenso trabajo en el que proponían el mismo método de tratamiento de los infinitos, pero lo aplicaban para mostrar que el modelo que unificaba las interacciones electromagnéticas y las débiles era consistente pues los infinitos se simplificaban de una manera muy simple.

Por ese trabajo ‘t Hooft y Veltman compartieron 27 años después el premio Nobel de Física. A principios de los 90, me relató Giambiagi, un enviado de la embajada de Suecia en Brasil lo entrevistó para conocer su opinión sobre un posible “plagio”. La respuesta de Giambiagi fue negativa.

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