«The golden ratio — an exact ‘magic’ number often claimed to be observed when taking ratios of distances in ancient and modern architecture, sculpture and painting — has been spotted in a magnetic compound,» Ian Affleck para Nature.

Imagina que haces un experimento y observas un resultado igual a 1’618. Lo que sea. ¿Qué pensarías? ¿En qué pensarías? Obviamente en el número dorado, en φ=(1+√5)/2, en la belleza de las matemáticas, en números de Fibonacci, en el grupo de Lie excepcional E8, en las pirámides de los egipcios, en los nautilus, en la espiral de Arquímedes, etc. Tu artículo científico describiendo tu experimento lo enviarías a revistas del máximo impacto, como Science o Nature, a ver si cuela, y en su caso, todos los medios se harían eco de la gran belleza de tu descubrimiento.

Un artículo teórico de A. B. Zamolodchikov [1], especialista en teoría cuántica de campos conformes, teorías de campos integrables, gravedad cuántica y el espaciotiempo fractal, presentó una idea curiosa: un modelo de Ising unidimensional para un material ferromagnético concreto era un ejemplo particular de una teoría de campos cuántica integrable. No entraré en detalles de lo que esto significa (las partículas en estas teorías son ondas de tipo solitón). Las dos partículas elementales más ligeras predichas por dicha teoría (mesones formados por dos quarks), sean A y B, obeceden la ley de la «democracia nuclear»: la partícula A es un estado ligado de dos partículas B y la partícula B es un estado ligado de dos partículas A. El cociente de las masas de dichas partículas coincide con el número dorado φ = mB/mA = (mA + mB)/mB = 1’618034. Gracias a la aparición de dicho número, Zamolodchikov descubrió una simetría oculta en dicha teoría cuántica con la estructura del grupo de Lie excepcional E8. Este grupo aparece en muchas teorías cuánticas de campos (teorías de cuerdas, teorías de gran unificación, y varios modelos en física de partículas elementales). Una teoría que era una mera curiosidad matemática de interés para un reducido número de expertos.

En enero de 2010 se publicó en Science un artículo de Radu Coldea (Universidad de Oxford) et al. [2] que ha aparecido en todos los medios y en infinidad de blogs (salvo en este, hasta hoy). Enfriaron una muestra de niobato de cobalto a 40 mK que bombardearon con neutrones tras aplicar un campo magnético, creando una serie de estados de tipo cuasipartícula. Cuando el campo magnético superó un valor crítico (5’5 Teslas) observaron que los dos estados de tipo cuasipartícula de mayor masa efectiva cumplían que mB/mA ≈ 1’618 (ver la figura superior derecha que abre esta entrada). Pensaron inmediatamente en la teoría de Zamolodchikov y en la realización experimental de un material con simetría E8. Número dorado, grupo E8, publicación en Science. Eco en todos los medios. Incluido este blog y la competencia de Science, Nature [3], motivo de esta entrada.

[1] A. B. Zamolodchikov, «Integrals of Motion and S-matrix of the (Scaled) T=Tc Ising Model with Magnetic Field,» International Journal of Modern Physics A 4: 4235-4248, 1989.

[2] R. Coldea et al., «Quantum Criticality in an Ising Chain: Experimental Evidence for Emergent E8 Symmetry,» Science 327: 177-180, 8 January 2010.

[3] Ian Affleck, «Solid-state physics: Golden ratio seen in a magnet,» News and Views, Nature 464: 362-363, 18 March 2010.

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Visto en Microsiervos «Espectacular corto: «Nature by Numbers»«