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Chen-Ning Yang: biografía, hechos y contribución

Publicado el 4 noviembre, 2020

¿Cuántas partículas ves?

En la década de 1950, los físicos estaban encontrando nuevas partículas subatómicas todo el tiempo. Se estaban construyendo aceleradores de partículas en centros de investigación de todo el mundo, y los átomos se rompían a diario, generando una variedad cada vez mayor de partículas diminutas.

Algunas de estas partículas eran muy inusuales y parecían desafiar las reglas que la mayoría de los físicos pensaban que gobernaban el universo. Había dos en particular que estaban causando mucha confusión. Ambos eran un tipo de partícula llamada mesón y , en casi todos los sentidos, las partículas parecían idénticas. Sin embargo, una partícula siempre se descompondría en tres partículas más pequeñas, mientras que la otra se descompondría en solo dos partículas más pequeñas.

Los físicos siempre habían pensado que cuando una partícula decaía, siempre daría como resultado el mismo número de partículas nuevas. Ésta es una propiedad conocida como paridad . Por lo tanto, pensaron que estas partículas debían ser realmente diferentes aunque parecían ser iguales en todos los demás aspectos.

Se necesitaría un joven físico chino-estadounidense llamado Chen-Ning Yang para darse cuenta de que tal vez todos se habían equivocado sobre la paridad. Su trabajo cambiaría el mundo de la física para siempre y le valdría el Premio Nobel.

Vida temprana de Chen-Ning Yang

¿Quién era exactamente este científico visionario que pudo ver lo que todos los demás no vieron? Chen-Ning Yang nació en la ciudad de Hofei, China, en 1922, y creció principalmente en Beijing, donde su padre era profesor de matemáticas en la Universidad de Tsinghua.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Japón invadió China y la familia de Yang se vio obligada a huir de Beijing. Se mudaron a la ciudad de Kunming, en la parte suroeste de China. Yang no dejó que esto le impidiera seguir una educación. En medio de la guerra, se graduó de la Universidad Nacional Asociada del Suroeste en Kunming en 1942 con una licenciatura en física y completó su maestría en física en 1944 de la Universidad de Tsinghua, que también se había trasladado a Kunming.

Luego se mudó a los Estados Unidos para continuar su educación en la Universidad de Chicago, donde estudió física nuclear con los famosos físicos Edward Teller y Enrico Fermi. En los Estados Unidos, comenzó a llamarse Frank Yang, que eligió porque siempre había admirado a Benjamin Franklin, de quien leyó por primera vez cuando era niño en China.

Investigación ganadora del premio Nobel

En 1949, Yang fue invitado a unirse al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, y fue aquí donde haría su trabajo más importante. En 1955, comenzó a trabajar con un científico llamado Tsung-Dao Lee, y se propusieron averiguar exactamente qué estaba sucediendo con estos misteriosos mesones que a veces se descomponen en tres partículas y otras veces en dos partículas.


Chen-Ning Yang (frente a la izquierda) fue uno de los mayores físicos de partículas del siglo XX.
Foto de Chen-Ning Yang

En lugar de asumir que estos dos mesones DEBEN ser diferentes tipos de partículas, Lee y Yang propusieron una idea verdaderamente revolucionaria. Pensaron que tal vez solo había UN tipo de mesón y no dos. A veces se descomponía en dos partículas y, a veces, en tres, pero sin importar cuántas partículas estuvieran presentes, la partícula original seguía siendo la misma.

Esta idea fue revolucionaria porque, hasta ese momento, todos los físicos pensaban que la paridad era una cantidad que siempre había que conservar. Yang y Lee pensaron que tal vez estaban equivocados y la paridad no siempre se conservó. Propusieron una serie de experimentos que probarían si se conservaba o no la paridad y finalmente responderían a la pregunta de si estos dos mesones eran realmente iguales o no.

Publicaron su idea en 1956 y, poco después, un equipo de científicos de la Oficina Nacional de Normas en Washington, DC. realizó uno de los experimentos propuestos y descubrió que Yang y Lee tenían razón. En algunas situaciones, no se conservó la paridad.

Esta simple idea tuvo un profundo efecto en el mundo de la física de partículas, y Yang y Lee aseguraron su lugar en la historia de la ciencia. En 1957, recibieron el Premio Nobel de Física por su trabajo.

Otras contribuciones

Además de reescribir las reglas establecidas desde hace mucho tiempo sobre la paridad, Yang también contribuyó al desarrollo de una nueva teoría, conocida como teoría de Yang-Mills , que buscaba explicar TODAS las interacciones que se habían observado entre partículas nucleares. Esto fue importante porque acercó a la física un paso más a tener una “teoría del todo” que explicaría todos los fenómenos físicos vistos en todo el universo con una sola teoría.

Yang también realizó investigaciones en mecánica estadística y física de altas energías. En 1965, comenzó a trabajar en la Universidad Stony Brook de Nueva York, donde fundó un instituto dedicado al estudio de la física de partículas. Continuó trabajando en Stony Brook hasta que se jubiló en 1999, y el instituto que fundó ahora se conoce como el Instituto CN Yang de Física Teórica.

Vida personal

En 1950, Yang se casó con Chi-Li Tu y tuvieron tres hijos juntos. Estuvieron casados ​​durante más de cincuenta años hasta su muerte en 2003. En 2004, se volvió a casar con Weng Fan.

Después de vivir en los Estados Unidos durante muchos años, Yang se convirtió en ciudadano en 1964. Después de su jubilación en 1999, regresó a China y se desempeñó como director honorario de la Universidad de Tsinghua, a la que había asistido tantos años antes. En 2015, renunció a su ciudadanía estadounidense para volver a ser ciudadano chino, y hoy sigue viviendo en China.

Resumen de la lección

Chen-Ning Yang , también conocido como Frank Yang, nació en China y se mudó a los Estados Unidos en 1946 para asistir a la escuela de posgrado en la Universidad de Chicago. Ganó el Premio Nobel de Física en 1957 por demostrar que la paridad no se conservaba cuando ciertas partículas subatómicas decaían. También es famoso por desarrollar una teoría conocida como teoría de Yang-Mills que explica las interacciones entre partículas nucleares.

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