Desde 2012, el primer piso del edificio del barrio de Barra Funda en la ciudad de São Paulo, sede del Instituto de Física Teórica de la Universidade Estadual Paulista (IFT-Unesp) está ocupado por el Centro Internacional de Física Teórica (ICTP) del Instituto Sudamericano para la Investigación Fundamental (Saifr), unidad que está asociada al ICTP original, fundado en 1964 en la ciudad de Trieste, Italia. El estadounidense naturalizado brasileño Nathan Jacob Berkovits, de 59 años de edad y docente del IFT, es el primero y hasta ahora el único director del ICTP-Saifr, una iniciativa financiada por la Unesp, la FAPESP y el centro italiano.
En el mes de octubre, Berkovits compartió el Premio John Wheatley de 2021 con el guatemalteco Fernando Quevedo, exdirector del ICTP en Trieste y que actualmente trabaja en la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido. El galardón lo concede cada dos años la Sociedad Estadounidense de Física (APS) a aquellos científicos que hayan brindado una contribución al avance de la física en países en desarrollo. La APS justificó la elección de Berkovits en función de su “liderazgo excepcional en la investigación en física teórica en América Latina”.
En esta entrevista, el investigador habla del funcionamiento del ICTP-Saifr, relata cómo vino a parar a Brasil y comenta las investigaciones en su área específica de interés, la teoría de cuerdas. Según este modelo físico-matemático, en lugar de ser objetos puntuales, las partículas elementales de la materia serían filamentos microscópicos unidimensionales, similares a cuerdas, que vibrarían en 10 dimensiones del espacio-tiempo.
¿Cuál es la importancia de este premio?
Espero que le facilite la vida al centro en cuanto a la conservación de la ayuda que tenemos y para entablar nuevas colaboraciones. Es importante porque visibiliza las actividades que llevamos a cabo y aquellas que pretendemos realizar. Conozco a las personas que suelen ocupar los puestos de jurado de estos premios y sé cómo funcionan. No voy a decir que merezco el premio más que otros. Eso no es verdad. Hay científicos que realizan trabajos excelentes, pero son menos conocidos solo porque tienen menos contactos en el área. Yo crecí en Estados Unidos y conozco a mucha gente. Y Quevedo también es muy conocido.
Usted se graduó en la Universidad Harvard en 1983, concluyó el doctorado en la Universidad de California en Berkeley en 1988 y realizó tres pasantías de posdoctorado antes de trasladarse a Brasil en 1994. ¿Por qué decidió venirse acá?
Mi primera esposa, también física, era brasileña y yo ya había visitado el país antes de mudarme para acá. Estaba trabajando en el King’s College London, en el Reino Unido, y podría haberme quedado allí. Pero me gustó Brasil y también la idea de intentar algo nuevo en otro lugar. Arribé al país mediante una buena beca que me concedió el CNPq [Consejo nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico], que en ese entonces, incluso pagaba más de lo que ganaban algunos profesores en las universidades. Me presenté a concurso para un cargo en la Universidad de São Paulo [USP]. Pensé que iba a aprobarlo pero no fue así. La vacante fue para otro investigador. El IFT estaba por abrir una vacante y acabé ganando ese concurso. El trabajo aquí es muy bueno. Solamente tenemos posgrado y poca burocracia. Damos clases durante un semestre al año. Y tenemos la posibilidad de investigar y viajar para participar en eventos del área.
“Aquí solamente hay posgrado y escasa burocracia. Damos clases durante un semestre al año y tenemos la posibilidad de investigar”
En aquella época, las condiciones laborales en el IFT, ¿ya eran excepcionales?
La única cosa que eché de menos fueron los seminarios con científicos de primer nivel. Los encuentros de aquella época no ostentaban el mismo nivel que pasaron a tener luego de la creación del ICTP-Saifr. La crisis actual es la primera que enfrento desde que estoy radicado en el país. Poco antes de mi arribo aquí, la elevada inflación había sido controlada. La moneda ya era el real y las cosas marchaban. Nunca pensé seriamente en irme del país.
¿Cómo surgió la idea de crear el centro?
Todos los continentes cuentan con este tipo de centros en el área de la física teórica, donde se llevan a cabo eventos y trabajos que convocan a los mejores científicos de cada área. Antes de nosotros, Argentina contó con algo parecido en la ciudad de Buenos Aires, pero solo funcionó durante dos o tres años. Quevedo, que por entonces era el director del ICTP en Trieste, tuvo la idea de fundar centros colaboradores y nosotros fuimos el primero. En aquella época yo tenía un proyecto temático en la FAPESP, pero no conocía a la dirección de la Fundación ni al rector de la Unesp. Llevaba adelante mi investigación y con eso era feliz. Pero ante la posibilidad de contar con un centro hablé con quien entonces era el rector, Herman Voorwald, a quien le agradó la idea y liberó el dinero. A la FAPESP también le gustó. Desde el punto de vista administrativo, el centro de Trieste al principio ayudó bastante, pero no en cuanto a lo económico. Inicialmente ellos aportaban 50 mil euros por año. Pero pronto dejaron de aportar una suma anual fija y pasaron a colaborar con nosotros financiando actividades en conjunto.
¿Cómo se financia el centro actualmente?
Para las actividades científicas, la FAPESP invierte unos 2 millones de reales por año. Eso nos brinda la posibilidad de tener becarios, incluso a nivel posdoctoral y hasta en la modalidad Joven Investigador, además de un periodista. Tenemos cuatro empleados permanentes, de cuyo sueldo se hace cargo la Unesp, además de mí y de Rogério Rosenfeld, que somos del IFT y, respectivamente, director y vice del ICTP-Saifr. Hoy en día también tenemos actividades de extensión, que se han vuelto importantes y su financiación corre por cuenta del Instituto Serrapilheira. Hace siete años también recibimos becas de la Fundación Simons, de Estados Unidos. Así fue como conseguimos atraer a investigadores muy buenos, que se quedan aquí durante cinco años. El problema es que si no hay vacantes en las universidades locales, ellos se van del país cuando la beca se acaba. También compartimos con Canadá a un profesor del Instituto Perimeter, el físico teórico Pedro Vieira, de 38 años. Él ha ganado varios premios internacionales, incluyendo el Breakthrough New Horizons de 2020, patrocinado por los dueños de Google y Facebook. En Canadá tiene un cargo fijo, pero pasa seis meses al año aquí por medio del programa São Paulo Excellence Chair [Spec] de la FAPESP. Ahora también contamos con un docente español, Ricardo Martínez-García, que hizo un posdoctorado en la Universidad de Princeton y coordinará un programa nuevo sobre biología cuantitativa financiado por el Instituto Serrapilheira. Este es un tema que está en boga, e incluso más con la epidemia de covid-19. Y, por último, tenemos nuevamente con nosotros al italiano Riccardo Sturani, quien participa en el experimento Ligo/Virgo de observación de ondas gravitacionales. Él vino de Italia al ICTP-Saifr en 2013 como Joven Investigador de la FAPESP. Luego se marchó a la Universidad Federal de Rio Grande do Norte como profesor visitante y este año regresó aquí.
¿Cuántos estudiantes de posgrado pasan cada año por el IFT?
El IFT tiene unos 60 alumnos, de los cuales, poco más de la mitad hacen doctorado y el resto, maestría. Desde la creación del centro, el posgrado del IFT ha recibido calificación máxima de 7 de la Capes y muchos de los alumnos que quieren dedicarse a la física teórica acuden al IFT atraídos por nuestras actividades. Saben que dispondrán de entre 15 y 20 actividades por año, no todas en sus áreas específicas, obviamente. Los alumnos que participan en nuestras actividades, entre las que se cuentan cursos, workshops, seminarios y escuelas temáticas, llegan a ser alrededor de 800 por año. Un evento nuestro típico tiene 20 alumnos sudamericanos y 40 de Brasil, la mitad de estos, de São Paulo. La mayoría de nuestros conferencistas son de Estados Unidos y de Europa, y algunos de América del Sur. Siempre quise evitar la realización de eventos que convoquen a muchos disertantes. Son muy caros y no suponen un gran beneficio para los alumnos. En nuestras escuelas temáticas, no traemos más de seis oradores del exterior.
¿Se inspiró en algún modelo para conducir el centro?
Para mí, el único modelo que funciona en Brasil es el del Impa [Instituto de Matemática Pura y Aplicada, de Río de Janeiro]. Estuve ahí por primera vez hace 15 años y me sorprendió. Las universidades brasileñas tienen uno u otro departamento realmente bueno. Pero no tenemos una universidad como Harvard. Si alguien está en Harvard es porque es de los mejores. En el Impa ocurre lo mismo. Los sueldos son excelentes, solo trabajan con posgrado, dan pocas clases e investigan mucho. El ICTP-Saifr no dispone de las condiciones como para tener un centro de la envergadura del Impa, tan solo algo más pequeño. Para eso necesitaríamos más aportes privados como los de la Fundación Simons.
Léo Ramos Chaves
Conferencia de la física argentina Marcela Carena en el ICTP-Saifr en 2016: los eventos atraen a los estudiantesLéo Ramos ChavesCon la pandemia, ¿todas las actividades del centro se realizan a distancia?
Así es. La cantidad de personas que participan en las actividades es enorme. Pero no sabemos si están asistiendo a las conferencias y cursos o solamente están con sus computadoras conectados. Algunos organizadores prefieren posponer los eventos hasta que haya pasado la pandemia. Pero yo creo que el costo-beneficio del evento online vale la pena. Para un investigador que participa en un workshop no hay tanta pérdida. Para los alumnos es mayor. Ellos no tienen la misma interacción con los investigadores y pueden tener miedo de formular preguntas.
¿Por qué decidió trabajar con la teoría de cuerdas?
Siempre me agradaron las áreas de física y matemática, pero llegué a trabajar con cuerdas por pura casualidad. En Estados Unidos, a diferencia de Brasil, el estudiante de doctorado ingresa en primera instancia en un programa de posgrado y luego busca un tutor. En Berkeley, había dos profesores de física famosos. Elegí a uno de ellos, Stanley Mandelstam [1928-2016], pero no sabía en qué estaba trabajando. Quería hacer mi doctorado con él solamente porque era famoso. Así que llamé a su puerta y él me preguntó qué quería estudiar. Mi respuesta fue decirle lo que no quería hacer. Entonces me dijo que debería trabajar con cuerdas, que era lo que él estudiaba en ese momento. En ese entonces, era poca la gente trabajando en el área. En la década de 1970, la teoría de cuerdas había sido popular entre los físicos. Pero ese interés fue decayendo y en la década de 1980, pocas personas trabajaban en el tema. Empecé a trabajar con eso y me gustó. Más adelante, cuando volvió a resurgir el interés por el área, yo ya estaba bien posicionado.
¿Cómo le expone las ideas centrales de la teoría de cuerdas a un lego en la materia?
Comienzo hablando del modelo estándar de la física de partículas [la teoría que explica de qué está hecha la materia y cómo se comporta la misma a nivel subatómico]. Luego, abordo los problemas que hacen que la teoría de la gravitación, debido a incompatibilidades cuánticas, no quepa dentro de ese modelo. Entonces comento que el modelo estándar se basa en el concepto de que las partículas son puntuales, es decir, el electrón, el fotón, el bosón de Higgs [una partícula elemental que les confiere masa a las demás partículas], por ejemplo, se describen como objetos que se encuentran en un punto del espacio. A continuación introduzco la idea de otra teoría, la de cuerdas, en la cual esas partículas elementales serían vibraciones diferentes de una cuerda unidimensional, con interacciones más leves, lo que resolvería los problemas de la gravitación cuántica. Finalmente, hablo de las propiedades de las cuerdas, como la supersimetría [para cada partícula del modelo estándar habría una partícula más, denominada supercompañera y las dimensiones extras.
Una crítica habitual a la teoría de cuerdas es la ausencia de evidencias experimentales de su validez.
La mayoría de los físicos consideran que el modelo estándar constituye una buena aproximación [a la realidad], pero que es necesario ir más allá. Hay gente intentando hacerlo, pero no existe un experimento que haya demostrado cuál es el camino que ha de seguirse. Entonces tenemos que recurrir a argumentos teóricos para buscar el camino correcto. Para mí, el problema principal radica en que el modelo patrón incluye a todas las fuerzas, menos a la gravedad. Es cierto que las evidencias experimentales para las cuerdas podrían tardar mucho en aparecer porque la gravitación cuántica involucra energías enormes. Mientras yo viva, es probable que no surja ningún experimento que pueda probar directamente la teoría de cuerdas. Y también podrían surgir otras maneras de modificar el modelo estándar. En cierto momento, algunos creían que el modelo tenía un problema, porque el bosón de Higgs no sería hallado. Muchos comenzaron a buscar otras partículas. Pero cuando se halló al bosón de Higgs, en 2012, quedó claro que no era necesaria la búsqueda de otras partículas. Espero que pronto surja alguna evidencia experimental que no pueda explicarse a partir del modelo estándar. No tengo demasiadas esperanzas de descubrir algo así en los experimentos con los aceleradores de partículas. Se están encareciendo y la gente invertirá en otros proyectos. Yo apostaría por el área de la cosmología. Por el momento, no sabemos de qué está hecha la materia oscura, que constituiría alrededor del 85 % del total de la materia del universo.
El eventual descubrimiento de la naturaleza de la materia oscura, ¿podría tener implicaciones para la teoría de cuerdas?
Si estuviera compuesta solamente por otra partícula desconocida, será fácil incorporarla sencillamente al modelo estándar. Eso no conduciría a ninguna revolución. Espero que la materia oscura sea algo que nadie imaginó, o bien, una evidencia de la supersimetría, algo más que una mera partícula nueva.
¿Hay otras formas de unificar el modelo estándar con la gravitación?
En mi opinión, la teoría de cuerdas unifica el modelo con la gravitación de una manera más conservadora. Conserva algunos de los pilares del modelo, que no se quiere abandonar, tales como la relatividad restringida y la mecánica cuántica. Hay otras maneras más radicales de lograr esa unificación en las que se abandonan estos conceptos. Uno de los ganadores del Nobel de Física de este año, el británico Roger Penrose, por ejemplo, no es afecto a la teoría de cuerdas. Para él, la mecánica cuántica solo tiene sentido en cuatro dimensiones. No adhiere a la idea de que habría más dimensiones, necesarias para sostener los postulados de la teoría de cuerdas. A mi juicio, las cuerdas tendrían propiedades diferentes, pero no existen argumentos científicos para negar la existencia de dimensiones extras. Incluso Einstein conjeturó que podría haberlas.
