"Simetrías, cargas conservadas y dependencia causal"

Expositor/a: 
Diego Romero
Fecha: 
Wednesday 15 de July - 20:00hrs
Coloquio N°: 
Sexagésimo quinto Paseo por la Complejidad

El lema "nada se crea, nada se destruye, todo se transforma",  es tan popular e intuitivo que muchas veces no nos detenemos a pensar en las profundidades que una frase tan inocente en verdad encierra. Por ejemplo, cuando pensamos en objetos como las sillas,  no esperamos que desaparezcan sin más lanzándonos al suelo, no sentimos la necesidad de explicar por qué esto es así, pero esto cambia cuando pensamos en  cantidades dinámicas. 
En procesos físicos aislados, la energía y la cantidad de movimiento (momentum  lineal o angular) se conservan. Es fácil encontrar ejemplos en donde ya deja de ser intuitivo que esto deba ser así, tal conservación aparece como una maravillosa confabulación de la naturaleza. En este escenario se vuelve válido preguntar por qué estas cantidades se conservan.
Previo al siglo XX, eminentes científicos como Lagrange, Hamilton, Jacobi o Poincaré,  ya estaban al tanto de la notable relación existente entre ciertas cantidades conservadas y algunas simetrías de los modelos relacionados. Pensemos en el caso de hacer un experimento: éste entregará los mismos resultados si se realiza en los laboratorios ubicados en el primer piso, o si se lleva a cabo en los laboratorios del tercer piso, y arrojaría los mismos datos si hago el experimento a las 10 a.m., que  a las 15 horas. Se dice entonces que el experimento es invariante ante traslaciones, porque me puedo trasladar al tercer piso y no pasa nada, o que es temporalmente invariante, pues da igual si hago el experimento ahora o más tarde. El caso es que hay fuertes razones para vincular a la conservación de momentum con la invarianza traslacional, y a la conservación de energía con la invarianza temporal.
Pese a que esas relaciones se conocían, no fue hasta 1918, gracias a los trabajos de Emmy Noether, que tal conexión se generalizó formalmente. Los resultados de Noether han tenido un impacto enorme, hasta el punto que se suele explicar la emergencia de cargas conservadas a partir de la existencia de simetrías usando el primer teorema de Noether. El objetivo de este seminario es desafiar tal explicación y argumentar que, de existir alguna dependencia causal, son las simetrías con contenido físico las que dependen de la existencia de cantidades conservadas.

Sobre el Expositor: 

Diego Romero es Licenciado en Física de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Ph.D. en Física Teórica de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Post-doctorado en Simulación Dinámica Molecular, CEDENNA, Chile. Mst. Philosophy of Physics, Oxford University, UK. Profesor Asociado, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

 

Video: 

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