CIENCIA

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Con el profesor de literatura hablaba sobre los griegos y lo hacía pensar. Discutía de física con los de matemática porque los de física “eran malos”. Y su madre, una educadora social, le regaló la motivación por la ciencia. Con ella pasó el “difícil” momento de explicarle que, al final, no iba a estudiar ingeniería, sino que optaba por realizar la licenciatura en física en la Facultad de Ciencias. En ese entonces, su madre trabajaba en un hogar del ex Iname y alguien de allí le prestó un anuario que lo hizo cambiar de elección. Vivían en una pensión y él tenía dos trabajos; uno era repartir los resúmenes de una tarjeta de crédito.

Esta nota comenzó con una anécdota de su pasaje por el liceo Héctor Miranda al que vuelve cada tanto para dar charlas a los alumnos. Rafael Porto la contó desde DESY o Sincrotrón Alemán de Electrones, el mayor centro de investigación alemán de física de partículas, donde hoy dirige un equipo que se ocupa, fundamentalmente, de desentrañar los secretos de las ondas gravitacionales. También es el único uruguayo en haber recibido una subvención de dos millones de euros por el Consejo Europeo de Investigación y el Premio de Cosmología Buchalter.

En las dos ocasiones fue reconocido por haber producido avances en la comprensión del universo.

“Yo no entiendo a la gente. La matemática me parece tan clara que prefiero estudiar esto que meterme con la gente. La gente es muchísimo más complicada”, se río en diálogo con El País.

Porto habla con soltura cuando se le pregunta por el universo cuántico. El Premio Buchalter 2020 le fue concedido por un trabajo pionero en conjunto con el canadiense Daniel Green que propone una forma experimental para determinar el origen cuántico de la estructura a gran escala en el cosmos. Un trabajo que calificó como propio de “Sherlock Holmes”.

Hace unos 13.800 millones de años, antes de la gran explosión (conocida como big bang) que produjo la materia que hoy llena el universo, los cosmólogos creen que este pasó por una fase de expansión extremadamente rápida que recibe el nombre de “inflación”. Una de las predicciones de esta teoría es que las correlaciones entre las posiciones de todas las galaxias en las escalas más grandes imaginables fue establecida por eventos que tuvieron lugar en el nivel más pequeño posible de medición: el mundo cuántico.

La física cuántica dice que pares (o más) partículas pueden crearse espontáneamente a partir del vacío. Sin embargo, durante la inflación, estas partículas “virtuales” se habrían separado muy rápido antes de poder aniquilarse y, por lo tanto, podrían haber dado lugar a las fluctuaciones en densidad de materia en el universo, que luego dio lugar a los objetos que vemos hoy. El vacío cuántico es una manifestación de los campos cuánticos que llenan el universo y no está vacío: dentro de él hay fluctuaciones aleatorias, es decir, partículas virtuales creándose y aniquilándose constantemente.

La idea central del mecanismo inflacionario es que las fluctuaciones cuánticas en el vacío fueron “catapultadas” por la expansión exponencial del universo y han permanecido después de que terminó la inflación, siendo responsable por las fluctuaciones en la densidad en diferentes regiones del universo. Esto luego guió la formación de galaxias.

¿Pero cómo confirmar esto si en las mediciones actuales solo se pueden ver los resultados macroscópicos? Como solo podemos observar las galaxias ya formadas, se deben reconstruir sus orígenes sin tener acceso directo a los momentos primordiales del universo.

La propuesta de Porto y Green es que ciertas correlaciones espaciales entre la ubicación de los cúmulos de galaxiaspuede dar a los científicos suficiente información para descifrar sus orígenes. Pero dichas correlaciones también podrían originarse a partir de perturbaciones de densidad aleatorias clásicas en el cosmos temprano. Por ejemplo, a través de la producción copiosa de partículas (“reales”), formando un estado que pueda describirse en términos de teorías estadísticas clásicas. Ambos modelos son compatibles con las observaciones actuales.

Pero demostrar esto directamente es una tarea casi imposible. Entonces, Porto propuso una prueba diferente: en lugar de buscar correlaciones de dos puntos entre dos cúmulos de galaxias, sugirió observar entre tres. Si la estadística clásica es la culpable, Porto y Green mostraron que ciertas configuraciones especiales, como triángulos “muy obtusos”, deberían ser tan (o más importantes) que los casos “equiláteros”. La falta de esta señal particular sería evidencia de que los procesos clásicos no fueron los responsables. “Ya que no podemos probar directamente que el vacío cuántico fue el responsable de la creación de estructura en el cosmos, proponemos descartar todas las otras opciones. Cuando lo imposible se descarta, lo que queda, aunque sea imposible, es la única solución valida”, explicó.

Esto confirmaría o refutaría una de las ideas más fascinantes sobre lo que los científicos creen que pasó al comienzo del universo.

El trabajo de Porto ha hecho entonces posible comprobar algo que en principio parecía de ciencia ficción: el origen cuántico del universo.

 Porto usó los dos millones de euros para fortalecer su equipo en el DESY y quiere llevar a uruguayos para que hagan pasantías. Antes de llegar a Alemania, este joven estuvo en Estados Unidos y Brasil y sabe de primera mano lo difícil que es vivir de la ciencia en Uruguay. “No hay una iniciativa real de ningún gobierno”, criticó. Se refirió a la merma en los fondos para la investigación así como también a la falta de programas de retención y retorno de científicos. “El financiamiento en Sudámerica no es comparable con el europeo. Es casi imposible volver a Uruguay porque hay pocas opciones de trabajo y de financiamiento”, señaló.

Con todo, reconoció que el país es un espécimen raro porque, a pesar de los obstáculos, tiene mentes brillantes repartidas por todo el mundo. “Julio Fernández y Rafael Radi son miembros de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Eso es increíble y la gente no lo sabe. ¿En qué cabeza cabe si somos tres millones?”