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En el marco del coloquio “Revoluciones cientificas y crisis sociales” del 4 de diciembre, investigadores del Instituto de Física presentaron ejemplos de “Revoluciones científicas” o cambios de paradigma en la física, nociones que fueron descritas por el físico y filósofo Thomas Kuhn (1922-1996) en “La estructura de las Revoluciones Científicas” que en este año conmemora medio siglo de su publicación.

Gerardo García Naumis, Rocío Jáuregui Renaud, Saúl Ramos Sánchez y Germinal Cocho Gil fueron quienes representaron al IFUNAM en la mesa titulada "Fronteras de la física: ¿Hay una revolución científica en puerta?", que tuvo lugar en la Facultad de Ciencias de la UNAM.

“Los cambios de paradigma derivados de aquellas ‘verdades’ que parecían inamovibles y que se dan por sentado, son posibles gracias a la curiosidad e investigación sobre aquello que parece no tener información nueva que dar”, tal es el caso del descubrimiento del grafeno y de los cuasicristeles por ejemplo, dijo García Naumis.

Los textos clásicos indicaban que los atómos integrantes de los cristales estarían configurados en patrones repetitivos y se negaba la posibilidad de encontrar cristales con una simetría pentagonal debido a que con patrones geométricos pentagonales no se lograba llenar un plano sin obtener huecos.

Sin embargo, el Premio Nobel de Química del 2011, el israelí Daniel Shechtman, encontró simetrías prohibidas en la estructura (pentagonal). Fue entonces cuando se redefinió el concepto de cristal y se introdujo el término de ‘cuasicristal’, es decir: materiales cristalinos que carecen de estructuras repititivas, lo que representó un cambio de paradigma que hizo que se reescribieran los libros del estado sólido.

García Naumis también habló de la transición del uso de silicio por grafeno en los circuitos integrados, utilizados para fabricar computadoras. “El reemplazamiento del silicio en la tecnología de semiconductores, representa un ejemplo de lo que se podría llamar dentro de las teorías kuhnianas ‘un cambio de paradigma’”, mencionó el investigador.

Antes de este descubrimiento, la teoría decía que no podía existir algún material bidimensional, ya que la temperatura de las fluctuaciones térmicas destruiría su orden. Sin embargo, al estudiar el grafito se encontraron que estaba compuesto por monocapas de carbono.

Rocío Jáuregui Renaud habló de las temáticas de la física que aún no son comprendidas por ser antintuitivas desde una perspectiva de física clásica tales como: física de partículas, astrofísica, física de bajas temperaturas, sistemas correlacionados, física biológica, física atómica, sonoluminiscencia (un fenómeno lumínico que se presenta en líquidos), física nuclear, entre otras.

Los temas, producto de una encuesta de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP, por sus siglas en inglés) en el 2000, incluyen retos para la investigación en ingeniería cuántica, como la creación de dispositivos con una finalidad.

Por su parte, Saúl Ramos Sánchez mostró ejemplos de los logros en la cosmología y la física de partículas que pueden ser leídos como revoluciones científicas. Un claro ejemplo, dijo, es cómo la relatividad de Einstein se convirtió en la base de la cosmología moderna.

Por otro lado, a inicios del siglo XX, los científicos se dieron cuenta que los átomos no eran indivisibles sino que estaban compuestos por electrones y un núcleo, que a su vez contenían protones y neutrones, los cuales se mantenían unidos por medio de los quarks.

De esta manera, las nuevas partículas pasaron a representar a los bloques que conforman el Universo. La clasificación de las partículas provino del Modelo Estándar de Partículas Elementales, que también establece que existen los bosones como partículas mediadoras de las interacciones.

Una pregunta que aún faltaba por responder era ¿por qué las partículas elementales tienen masa? Para cuya respuesta se construyó y se puso en marcha el Gran Colisionador de Hadrones, que ya ha generado algunas respuestas en torno al 1% de la masa que no tenía explicación.

Sin embargo, dijo Ramos Sánchez, en el Modelo Estándar y en el Modelo Cosmológico aún existen incógnitas por resolver. No se ha podido dar cuenta de la materia oscura ni de la energía oscura, como tampoco del origen de los quarks. En este sentido, la física se encuentra en estado de crisis, a la que le seguirán, siguiendo a Kuhn, cambios de paradigma.

Finalmente, Germinal Cocho habló de las similitudes entre distintos cambios en la física como: el acercamiento hacia lo probabilístico. Desde los griegos hasta la mecánica cuántica, han habido crisis de la razón, dijo, que en términos de Kuhn se considerarían revoluciones.

Todas ellas han nacido de la necesidad de saber más. Y por eso, concluyó Sánchez Ramos, “lo importante es no dejar de hacerse preguntas”, pues a partir de la curiosidad será posible transformar paradigmas.