A joint Fermilab/SLAC publication
Illustration of Maldacena holding chalk in front of a blackboard
Illustration by Sandbox Studio, Chicago with Corinne Mucha

Arriesgarse con la física teórica

08/04/20

Incluso Juan Maldacena, teórico de fama mundial, no estaba seguro al principio de si debía realizar un doctorado en física.

Si Juan Maldacena no fuera físico, cree que habría sido ingeniero como su padre. Cuando era un niño, viviendo en Buenos Aires, le gustaba pasar tiempo con él arreglando la lavadora, el auto u otros artículos del hogar, aprendiendo, según lo ve ahora, “cómo aprovechar las leyes de la física”.

Ahora, un físico teórico en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, Maldacena es mundialmente famoso en parte por escribir lo que sigue siendo uno de los artículos más influyentes en la teoría de cuerdas. 

Aunque los reinos abstractos de la física teórica pueden parecer muy lejanos a los aspectos prácticos de los aparatos domésticos, "creo que no es muy diferente", comenta. "Construir una teoría que funcione es como construir una lavadora que funcione". 

La teoría de cuerdas simplemente tiene menor riesgo de electrocución o de tener un sótano inundado.

Illustration representing black holes in string theory over hill of scientific formulae Maldacena is hiking up
Illustration by Sandbox Studio, Chicago with Corinne Mucha

Cuando Maldacena comenzó su educación superior en la Universidad de Buenos Aires, parecía natural ingresar como estudiante de física. "Realmente me encantó aprender sobre cómo las leyes de la física explican varios aspectos del mundo real", explicó. 

Después de dos años, se trasladó al Instituto Balseiro en la ciudad de Bariloche, en el extremo occidental de Argentina, una institución orientada a la investigación que acepta estudiantes después de sus primeros dos años en otras instituciones. Es pequeño y otorga títulos en solo unas pocas disciplinas, todas relacionadas con la física y la ingeniería.

Maldacena se graduó con el equivalente a una maestría estadounidense en 1991. Debatió cuál debería ser su próximo paso: graduarse en física o dejar el mundo académico para trabajar como ingeniero. Era un excelente estudiante y amaba la disciplina, pero le preocupaba no tener lo necesario para triunfar como investigador de física.

“Realmente disfruté tomando las clases, pero no sabía cómo era la investigación. Todavía era un gran misterio para mí ”, comentó. "Al final, decidí arriesgarme". 

Fue aceptado en la Universidad de Princeton, donde comenzó un doctorado ese otoño. Maldacena prosperó en Princeton, donde dice que disfrutó tomando clases con algunos de los mejores físicos de partículas en su campo. “Fue maravilloso ver a todas estas personas cuyos artículos había estado leyendo”.

Su tesis doctoral examinó el comportamiento de los agujeros negros en la teoría de cuerdas, un marco que une la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein al describir las partículas fundamentales como cuerdas unidimensionales. 

 “Se consideró un gran éxito para la teoría de cuerdas: el hecho de que se pudieran describir los agujeros negros, que son una gran desviación del espacio plano. Fue una verificación de coherencia para esta teoría”, afirmó.

El destacado teórico de cuerdas Nathan Seiberg estaba en un año sabático de la Universidad de Rutgers en la IAS cuando conoció a Maldacena, que entonces era estudiante de posgrado en Princeton. Más tarde fueron colegas en Rutgers y ahora son colegas nuevamente en la IAS. 

Seiberg dice que estaba "sumamente impresionado" con Maldacena cuando se conocieron. “Desde el primer día quedó bastante claro que él era alguien especial, muy, muy especial, y que llegaría a la cima”.

Maldacena es mejor conocido por su descripción de la correspondencia anti-de Sitter/teoría de campo conformes. El quid de la correspondencia AdS/CFT es que una teoría de la gravedad en un universo es la misma que la teoría del campo cuántico en el límite de ese universo. 

El primer artículo de Maldacena que describe la idea, publicado en 1997, se ha convertido en uno de los artículos más citados en teoría de cuerdas y en física de altas energías en general. “Estos son resultados que seguirán siendo fundamentales en la física durante siglos”, afirmó Seiberg.

La correspondencia ha tenido aplicaciones interesantes en varios campos, incluida la física nuclear, la física de la materia condensada, la cosmología y las matemáticas.

Maldacena se graduó de Princeton en 1996, por lo que su avance en AdS/CFT se produjo muy temprano en su carrera, cuando pocos académicos se arriesgarían a hacer un gran cambio como ese. “No tiene miedo. Es muy atrevido”, dice Seiberg. “Le gusta abordar las preguntas más difíciles de las que la mayoría de la gente se mantendrá alejada. Simplemente va a toda máquina". 

El riesgo valió la pena. Maldacena fue contratado como profesor asociado en la Universidad de Harvard directamente desde el primer año de su posdoctorado en Rutgers y se le ofreció una cátedra completa dos años después. Poco tiempo después, le ofrecieron un puesto permanente en la IAS y se mudó de regreso a Nueva Jersey.

A Seiberg le llama la atención la claridad de Maldacena. “En la investigación, uno se encuentra a menudo en una niebla de confusión. Y él tiene una mente clara, que ve a través de la niebla y sabe adónde ir ”, dice Seiberg. 

Seiberg comenta que han trabajado juntos en varias ocasiones, y “la satisfacción de la colaboración fue enorme”, pero Maldacena también ha tenido una influencia en él mucho más allá de su coautoría formal. “Hubo muchas ocasiones, tanto en las presentaciones oficiales como en las conversaciones informales, en las que él hacía una pregunta que cambiaba completamente la dirección de mi propia investigación”, manifestó Seiberg.

Cuando no está haciendo física, a Maldacena le gusta ir de excursión con su esposa y sus tres hijos. Él ve el trabajo y la recreación como dos caras de la misma moneda. “Cuando piensas en problemas de física, estás pensando en aspectos muy específicos de la naturaleza”, explicó Maldacena. "Cuando haces senderismo, aprecias otros aspectos de la naturaleza".

Además de su propia investigación, Maldacena ha asesorado a varios estudiantes de doctorado y posdoctorado. “Tiene un muy buen sentido para identificar talentos”, aseguró Seiberg. "Su historial es asombroso". 

Maldacena recuerda cuando no estaba seguro de si debía intentar emprender una carrera de investigación en física y espera que otros estudiantes en su situación no permitan que ese miedo les impida intentarlo. “Tal vez descubran que son mejores de lo que esperaban”, comentó. "O tal vez les encantará más de lo que esperaban".