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Una máquina para mirar el fondo de la materia

Bueno, según cuentan los cables que llegan del Supercolisionador, se consiguieron las “primeras supercolisiones”; lo cual desde el vamos está bien, ya que de eso se trataba: arrojar protones unos contra otros a velocidades de locura (99,9 por ciento de la velocidad de la luz) y con energías que nunca se habían obtenido en la Tierra para ver qué pasa: a esas energías se espera ver una partícula cuya existencia la teoría predice, pero que hasta ahora se ha mostrado esquiva: el bosón de Higgs, que León Lederman, descubridor del quark bottom, llamó “la partícula divina”, lo que explica la denominación de “máquina de Dios” que recibió el superacelerador (como si Dios se pudiera ocupar de partículas elementales en un momento en que todos sus sentidos deben estar puestos en los problemas de pedofilia de su iglesia).

Lo cierto es que ni Dios, ni Zeus, ni Buda tienen nada que ver con este enorme engendro: un anillo circular que pasa por debajo de pueblos y aldeas, y cruza fronteras de dos países (Francia y Suiza) y que desciende de los primeros aceleradores que se estrenaron allá por 1930… el Supercolisionador tiene algo de eso pero multiplicado por mil, un millón, o más.

Y como su nombre lo indica, un superacelerador superacelera: consigue llevar un haz de protones a velocidades muy cercanas a la de la luz (la velocidad tope del universo) y hacerlo colisionar con otro haz, en sentido contrario: el choque representa un nivel de energía fabuloso, el mayor que se haya obtenido alguna vez en la Tierra –y según parece, el más grande que alguna vez se obtendrá (aunque en esas cosas siempre hay que andarse con cuidado)–. Y con semejantes energías, al chocar, los protones se desarman y sueltan sus componentes internos: los quarks. Que nadie se asuste: son partículas, nada más.

De Demócrito al modelo standard

En el siglo V antes de nuestra era, Leucipo y Demócrito de Abdera sostuvieron, por primera vez, que la materia estaba compuesta por átomos: un cross directo a la mandíbula de Parménides, que negaba la existencia del vacío entre los átomos. Aristóteles, que también negaba el vacío, argumentó igualmente: no pueden existir los átomos, porque si así fuera ¿qué habría entre ellos? Vacío, ergo no puede ser (hablando de ergos, Descartes también negó la existencia de los átomos). El problema que aquejaba a estos filósofos es que confundían el vacío con la Nada, que por definición no puede existir.

A lo largo de la historia de la ciencia convivieron las dos corrientes: atomistas versus partidarios de la continuidad de la materia: así como Descartes era continuista y negaba el vacío (filosofía del plenum), Newton era atomista y creía en el vacío, donde se desarrollaba su fabulosa ley de gravitación.

Pero éstas eran creencias sin correlato empírico, y la definición que daba en 1771 la Enciclopedia Británica no difería mucho, en verdad, de la de Demócrito.

Sin embargo, en las primeras décadas del siglo XIX, Dalton les dio, por primera vez, contenido químico a los átomos, y hacia mediados de siglo aparecía la Tabla de Mendeleiev… parecía que Demócrito había tenido razón, existían nomás esas partículas mínimas e indivisibles.

Y al final del siglo, la gran sorpresa: los átomos no eran indivisibles, estaban compuestos por cosas aún más pequeñas, los electrones, y una fuerte masa de protones y neutrones en el centro. Ahí sí, parecía que se había llegado, por fin, al último estrato.

Pero no.

Efectivamante, no. A mediados del siglo XX resultó que los neutrones y perotiones a su vez estaban hechos con ladrillos más pequeños: los quarks, en un descenso que parecía que iba a ser infinito. Pero bueno, hasta los quarks se llegó, entre otras razones porque las energías necesarias para ir más allá son inalcanzables, y en una de esas porque los quarks sí son los ladrillos fundamentales. ¿Quién puede saberlo? Aunque el Supercolisionador puede dar la respuesta.

Lo cierto es que hacia los años ’60 o ’70 se tenía un panorama completo de las partículas que forman todo lo existente: 6 quarks (up, down, bottom, top, strange y charm), y tenemos seis leptones, que son el electrón, el muón (que es un electrón pesado), y el tau, que es un electrón más pesado todavía y los tres neutrinos correspondientes. Más las antipartículas correspondientes. Y las partículas asociadas a fuerzas: los bosones. En el universo existen cuatro fuerzas: el electromagnetismo, que está mediado por los fotones; la fuerza débil, que está mediada por tres partículas: el W +, el W y el Z0; la fuerza fuerte, que está medida por los gluones, y la gravitatoria, con el gravitón, que no se sabe si existe.

Bastante, ¿no?

Y bueno, ése es el modelo standard. Ahora, hay una predicción del modelo: en determinado momento los electrones se pueden transformar en muones. Y para que eso ocurra tiene que intervenir una partícula especial que tiene que actuar como mediador entre el electrón y el muón: el bosón de Higgs es la única partícula que puede cambiar el electrón en otra cosa. Pero ¿dónde está el bosón? Esa es la cosa. Para pescarlo es necesario alcanzar energías pavorosas que lo obliguen a salir de su escondite teórico y mostrarse empíricamente… si es que en realidad existe; y si aparece, sí, tendremos un panorama general de todos los ladrillos de la naturaleza, y como bonus track, el bosón, o el campo de Higgs, explicarían por qué el resto de las partículas tienen masa, según predice también la teoría.

Y además, la física de altas energías termina con este experimento: se hace imposible en la Tierra construir a más altas energías y ya hay que irse al espacio (si es que existe el bosón de Higgs). Si no existe, se abrirán muchísimas puertas. Al fin y al cabo, un experimento que falla da más posibilidades que uno que tiene éxito.

A modo de conclusión

Y bueno, después de un retraso de algunos meses, nuestro buen Supercolisionador empezó a funcionar, y dos haces de protones horriblemente acelerados chocaron entre sí, y se desarmaron en quarks, provocando el destapamiento de botellas de champagne entre los miembros del equipo.

Pero atención, la máquina funcionó, pero el experimento recién empieza: encontrar entre la selva de trazas los rastros del secretísimo bosón puede llevar años, tal vez.

Y es lógico que lleve tanto tiempo encontrarlo. Al fin de cuentas, es muy chiquito.

Por Leonardo Moledo

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