La física teórica ha perdido a una de sus mentes más brillantes. Chen Ning Yang, ganador del Premio Nobel de Física en 1957, falleció recientemente a la edad de 101 años. Su trabajo fundamental en la teoría de campos de Yang-Mills sentó las bases para nuestra comprensión moderna de las fuerzas fundamentales del universo.
Las Ecuaciones de Yang-Mills y las Fuerzas Fundamentales
En 1954, Chen Ning Yang, junto con Robert Mills, propuso las ecuaciones que ahora conocemos como las ecuaciones de Yang-Mills. Estas ecuaciones describen las interacciones de las fuerzas nucleares fuertes, que mantienen unidos a los protones y neutrones en el núcleo atómico. Estas ecuaciones, con sus variaciones, se han convertido en las ecuaciones fundamentales de los campos en la cromodinámica cuántica y la teoría electrodébil de Glashow-Salam-Weinberg.
Estas teorías se basan en una simetría matemática de las ecuaciones cuánticas y clásicas llamada invarianza de gauge. La solución a los problemas iniciales que planteaban las teorías de campos cuánticos relativistas de Yang-Mills requirió la introducción del bosón de Brout-Englert-Higgs.
Un Alumno de Teller y Fermi
Yang estudió en la Universidad de Chicago a partir de 1946, donde tuvo como director de tesis a Edward Teller, conocido como el «padre de la bomba H». Obtuvo su doctorado en 1948 y permaneció un año como asistente de Enrico Fermi, de quien se hizo amigo cercano.
En 1949, se unió al Institute for Advanced Study. Su trabajo sobre la mecánica estadística del cambio de fase atrajo la atención de Einstein, quien solicitó reunirse con él para discutirlo.
Las Teorías de Gauge: Teorías Matemáticas Complejas
Las teorías de Yang-Mills están intrínsecamente ligadas a conceptos matemáticos avanzados, como los espacios fibrados y las conexiones en geometría diferencial. En 1975, junto con el físico Tai Tsun Wu, Yang desarrolló el «diccionario Wu-Yang», que establece una correspondencia entre los conceptos físicos de las teorías de gauge y los de la geometría diferencial, incluidas las ecuaciones de Maxwell para el electromagnetismo y la noción de monopolo magnético.
Para aquellos con formación en matemáticas y física, existen recursos más profundos disponibles. Los artículos publicados en Los Alamos Science (No. 11, verano/otoño de 1984) ofrecen una exploración más técnica.
Hermann Weyl: El Precursor
La noción de invarianza de gauge, fundamental para las teorías de Yang-Mills, fue identificada por primera vez por el matemático Hermann Weyl. Weyl reconoció la importancia de esta invariancia en la teoría cuántica mientras buscaba una descripción geométrica unificada de la gravitación y la fuerza electromagnética.
