Nuevas observaciones en física de partículas
Resulta curioso comprobar cómo la física de partículas sigue teniendo un lugar preferente en las secciones de ciencia de los distintos medios de comunicación. No resulta fácil dar una explicación del interés por este tipo de noticias, pero si analizamos algunas de ellas podemos encontrar ciertos elementos comunes.
El verdadero y más profundo interés de la física de partículas es el de ayudarnos a comprender el universo y más concretamente el origen del universo. Pero parece que el interés popular se sustenta en otro tipo de consideraciones.
En los años 60 el hoy premio Nobel Peter Higgs propuso la existencia de una partícula (un bosón concretamente) que debería ser la responsable de dotar de masa a las partículas elementales que podían interactuar con ella. Además, esta partícula era imprescindible para completar lo que en física se denomina modelo estándar. Durante décadas, su interés quedó relegado a los círculos académicos pero en los últimos años varios acontecimientos la hicieron saltar a las primeras páginas de los periódicos. Por un lado, el hecho de que para su detección se necesitase del mayor despliegue científico-tecnológico ( y económico) realizado hasta la fecha (junto con la estación espacial internacional). Un acelerador de 27 km a más de 100m de profundidad, temperaturas próximas al cero absoluto, altísimos vacíos.. Lo más grande para ver lo más pequeño. Nos encantan los contrastes, para qué lo vamos a negar. Y además poder generar partículas que sólo se habían visto en los primeros momentos del universo. Todos los ingredientes para captar el interés general. Pero si algo hizo que se hablara de esta partícula hasta en las colas del supermercado fue la denominación de “partícula divina” por parte de Leon Lederman (premio Nobel en 1988) en el título de un libro suyo. Curiosamente el título original la denominaba algo parecido a la “maldita partícula” pero la similitud en inglés con el nombre de Dios y lo malsonante de la expresión hizo que el editor decidiera cambiar el título en el último momento. La partícula que nos iba a poner en contacto con los secretos más profundos de Dios hizo de ella un acontecimiento social. Por si todo esto fuera poco, se extendió la idea de que el LHC podría generar un microagujero negro que en su desorbitado crecimiento acabaría engullendo a todo el planeta. El hecho de que el precio de conocer la gran verdad fuera el exterminio de la raza humana lo convertía en el guión de la mejor y más salvaje película de conspiraciones. El desenlace fatal es la primera razón que estimula la atención de la gente.
Por motivos diferentes saltaron a la primera página de los informativos los llamados neutrinos “superlumínicos”. Los neutrinos son otro tipo de partículas elementales, en este caso fermiones, de los que hasta hace poco se pensaba que carecían de masa. Hoy se sabe que son partículas másicas pero extremadamente ligeras y cuya capacidad de interaccionar con la materia es prácticamente nula. En el famoso experimento OPERA, un haz de neutrinos de alta energía viajó bajo tierra entre Italia y Suiza más de 700 km atravesando el macizo del Gran Sasso. Las mediciones arrojaron como resultado que habían viajado a una velocidad superior a la de la luz. Automáticamente los vendedores de misterios se pusieron a sacar billetes para viajar en el tiempo. Para otras personas, la disculpa para despreocuparse por su cultura científica estaba servida. Toda la física conocida quedaba invalidada, decían algunos convencidos (en ningún caso habría sido así, pero de nuevo la posibilidad del fallo resultaba más excitante que el conocimiento que obtenemos cuando los experimentos resultan exitosos). A pesar de que el experimento se había realizado con todo rigor, posteriores estudios demostraron que un problema técnico con unas conexiones de fibra óptica había sido el responsable de que se midiese una velocidad ligeramente superior.
Estos días nos llegaba la noticia de la primera observación del llamado fermión de Majorana. El interés en esta partícula radica en que podría ser la primera que conocemos que puede considerarse materia y antimateria a la vez. La existencia de partículas de antimateria fue predicha por el gran Paul Dirac a comienzos de los años 30 del pasado siglo. Su celebre ecuación contemplaba la posibilidad de que toda partícula tuviese otra homóloga con las mismas características pero con carga opuesta. El encuentro de dos “compañeras” provoca su aniquilación (desintegración) inmediata liberando enormes cantidades de energía. Enseguida, los pares de algunas de ellas fueron detectados, como en el caso del positrón, que representa el papel de un “antielectrón”. Las partículas neutras plantean otro problema al no tener carga (en el caso del antineutrón podemos decir que los quarks que lo constituyen sí que presentan esta carga opuesta). De ese modo, también podríamos concebir antiátomos de hidrógeno, por ejemplo, o antimateria en toda la extensión de la palabra. Incluso, como se ha postulado, la existencia de estrellas enteras de antimateria que obviamente aniquilarían al instante a otra estrella de materia ordinaria. Otra vez más el factor destrucción vuelve a ser el que interesa a la mayoría. Por otra parte, la posibilidad de utilizarlo como fuente de energía es ciencia ficción dada la poca cantidad de antimateria que encontramos en el universo y la escasa y carísima posibilidad que tenemos de producirla artificialmente. El porqué hubo una abundancia superior de materia sobre antimateria en el origen del universo en una fracción milmillonaria es uno de los temas más interesantes de la física actual. Esa violación de la paridad materia-antimateria en el universo primigenio parece ser que es la que nos hace estar hoy aquí. Eso ya es suficiente motivo para investigarla.
Un físico italiano llamado Ettore Majorana postuló en 1937 la existencia de una partícula que era a su vez su propia antipartícula. Obviamente se trataba de una partícula neutra perteneciente a la familia fermiónica. Científicos de la universidad de Princeton aseguran haber observado una partícula que se comporta exactamente como el fermión de Majorana. Se cree además que este descubrimiento podría tener aplicaciones en el campo de la computación cuántica.
Los más atrevidos postulan ya a esta partícula como candidata a formar parte de la “materia oscura”. De nuevo, lo misterioso del nombre vuelve a ser otro atractivo para la opinión pública.
En cualquier caso, un descubrimiento así siempre es una buena excusa para familiarizar a nuestros alumnos con los componentes básicos de la materia. Los seis leptones, los seis quarks y las portadoras de las fuerzas fundamentales. Leptones y quarks forman la familia fermiónica y las portadoras, la bosónica.
Cuadro general en el que aún no está incluido el bosón de Higgs
Además, tenemos la suerte de que nuestra Comunidad albergue el Instituto de Física de Cantabria (IFCA) cuya presencia en todos los programas internacionales de altas energías tiene un papel protagonista. Resulta muy recomendable la visita a este centro del CSIC.
Agradecemos a Irene Jiménez del grupo 2.1 de 2º de Bachillerato el habernos hecho llegar esta noticia. Aquí está el enlace:
http://elpais.com/elpais/2014/10/02/ciencia/1412271004_616324.html