Serendipia: canción de Física y Matemáticas.

Publicado el 2 de Septiembre de 2021 | Matemáticas

“Caminante no hay camino, se hace camino al andar”, que diría Antonio Machado. “El principio es la mitad de todo”, que diría Pitágoras. “El comer y el rascar, todo es empezar”, que diría mi madre. “La vida es aquello que ocurre mientras sale otra temporada de Juego de Tronos”, que diría John Lennon, o algo parecido. Todo avanza a partir del primer paso, y después el segundo, y por el principio de inducción podemos recorrer un camino infinito, tantos pasos como números hay. Estamos totalmente obsesionados con el fin práctico de todo. Si algo no tiene aplicación, muchos lo presentan como inservible, y nada más lejos de la verdad.

La Física y las Matemáticas son dos ciencias básicas. Se desarrollan por la propia curiosidad humana, por el afán de saber, por el conocimiento. Las Matemáticas nos rodean, están en todas partes, nos cuantifican y nos explican qué es lo que pasa a nuestro alrededor. La Física nos explica el cómo ocurre todo, según leyes, reacciones y fuerzas. Son el qué y el cómo de todo lo que tenemos a nuestro alcance. Estas dos ciencias no tienen siempre una aplicación directa a un producto comercial o a un uso concreto que nos pueda servir. Un niño pregunta mucho para aprender, para entender cómo es posible que tengamos un remolino en la cabeza, ahí en la coronilla. Sí, ese que tapan los judíos con la kipá y se han afeitado los clérigos a través de la tonsura. La superstición ha asociado este remolino a algo impuro, incluso a algo maligno, pero las Matemáticas nos dicen una verdad absoluta: es imposible que no tengamos al menos un remolino en la cabeza. Esto es el Teorema de la Bola Peluda, el teorema más llamativo de la Geometría Diferencial. Una esfera no se puede peinar sin dejar al menos un remolino. Y no, el pelo pincho no cuenta como barco, ni como peinado. Esto explica el qué, y no pretendía tener una aplicación práctica. Por otro lado, en Física, se busca controlar y trabajar con las partículas más básicas de nuestro entorno, y no, no me refiero a los de Telecinco. “La unión hace la fuerza”, que diría Daenerys Targaryen, y la fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. La fusión nuclear se estudia en centrales de fusión nuclear, donde por la fuerza electromagnética, se busca este proceso de fusión, pero suele presentar un sistema inestable. Claro, la fusión se produce en recintos cerrados, con forma similar a una esfera y controlar este proceso es un gran reto de nuestros tiempos, hay remolinos. Esto es el cómo. Pues bien, el Teorema de la Bola Peluda tiene una segunda parte, estudiando el caso de un donut, en lugar de una esfera. Un donut (o toroide, como le llamamos los matemáticas) sí se puede peinar sin remolinos, sin kipá ni tonsura. Si fusionamos los dos conceptos, tendríamos una central de fusión nuclear pero más potente y más limpia que la de fisión, una central de fusión que se pueda peinar, ¡con forma de dónut!

Sin pretenderlo, esto ha tenido un fin práctico, de hecho, uno de los descubrimientos más potentes de nuestros tiempos: energía limpia y renovable. Un gigantesco reactor de fusión nuclear ITER que se está construyendo al sur de Francia, usando este qué y este cómo. Producto de la ciencia básica, fruto de la serendipia. Porque tanto dragones como caminantes blancos… la ciencia se hace haciéndola.

Por Santiago García