Las partículas elementales

Las partículas elementalesLas partículas elementales

Paradójicamente, la física de las partículas es Paradójicamente, la física de las partículas es una actividad a la vez enorme y discreta, una actividad a la vez enorme y discreta, imponente y mal conocida. imponente y mal conocida.

Moviliza unos medios colosales pero no recibe Moviliza unos medios colosales pero no recibe grandes títulos de gloria. Menos, desde luego, grandes títulos de gloria. Menos, desde luego, que la conquista del espacio: cuando un que la conquista del espacio: cuando un astronauta pisó por primera vez el suelo lunar, astronauta pisó por primera vez el suelo lunar, todos los hombres pudieron «proyectarse» en todos los hombres pudieron «proyectarse» en su aventura, cualquiera que fuese su cultura y su aventura, cualquiera que fuese su cultura y su latitud. su latitud.


Es en cierta forma como si la humanidad Es en cierta forma como si la humanidad entera, psicológicamente preparada por entera, psicológicamente preparada por Julio VerneJulio Verne y por y por HergéHergé ( (Impey Impey BarbicaneBarbicane y y TintínTintín), hubiese dado esos ), hubiese dado esos mismos pasos sobre la luna. mismos pasos sobre la luna.

Pero si unos físicos detectasen mañana el Pero si unos físicos detectasen mañana el famoso «famoso «bosón de Higgsbosón de Higgs» cuya » cuya existencia predicen casi todos los teóricos, existencia predicen casi todos los teóricos, ¿qué sucedería? ¿qué sucedería?


Provocaría también por su parte un exaltado Provocaría también por su parte un exaltado júbilo, pero esa embriaguez quedaría limitada a júbilo, pero esa embriaguez quedaría limitada a una comunidad de expertos. una comunidad de expertos.

Por ello, si queremos que esa alegría, prometida Por ello, si queremos que esa alegría, prometida para un momento inminente, sea una alegría para un momento inminente, sea una alegría compartida, conviene que las mentes estén compartida, conviene que las mentes estén preparadas. preparadas.

En definitiva, se trata de que todos nosotros nos En definitiva, se trata de que todos nosotros nos volvamos contemporáneos de nosotros mismos.volvamos contemporáneos de nosotros mismos.


Si alguien se pregunta qué es ese «Si alguien se pregunta qué es ese «bosón bosón de Higgsde Higgs» y qué interés se puede ofrecer, » y qué interés se puede ofrecer, que sepa que no es el único. que sepa que no es el único.

En eso coincide incluso con personas En eso coincide incluso con personas eminentes, ya que el propio ministro eminentes, ya que el propio ministro británico encargado de la ciencia, sir británico encargado de la ciencia, sir William WaldegraveWilliam Waldegrave, planteó esa pregunta , planteó esa pregunta a los científicos un día de primavera de a los científicos un día de primavera de 19931993. .


Llegó incluso a prometer una botella de Llegó incluso a prometer una botella de champán a quien consiguiera explicarle de champán a quien consiguiera explicarle de forma comprensible el interés que tendría forma comprensible el interés que tendría financiar la investigación de dicho financiar la investigación de dicho bosónbosón. .

El desafío es de altos vuelos, pero ¿por El desafío es de altos vuelos, pero ¿por qué no intentar elevarnos todos juntos a qué no intentar elevarnos todos juntos a su altura?su altura?

Foto de una cámara de burbujas:Foto de una cámara de burbujas: La cámara de burbujas es un dispositivo de La cámara de burbujas es un dispositivo de detección de las partículas. Cada uno de esos dos términos, cámara y burbujas, detección de las partículas. Cada uno de esos dos términos, cámara y burbujas, evoca el reposo y la siesta, pero son engañosos. Por el contrario, este detector evoca el reposo y la siesta, pero son engañosos. Por el contrario, este detector pone de manifiesto los violentísimos arcanos de lo infinitamente pequeño. Por su pone de manifiesto los violentísimos arcanos de lo infinitamente pequeño. Por su pesado manejo ya no se utiliza hoy, pero desde su invención en 1953 permitió pesado manejo ya no se utiliza hoy, pero desde su invención en 1953 permitió identificar numerosas partículas.identificar numerosas partículas.


La ciencia no es una actividad La ciencia no es una actividad democráticademocrática. .

Y por cierto tampoco tiene vocación de Y por cierto tampoco tiene vocación de llegar a serlo: nunca se ha planteado la llegar a serlo: nunca se ha planteado la cuestión de votar a favor o en contra de la cuestión de votar a favor o en contra de la gravitación universal, y, en 1905, Einstein gravitación universal, y, en 1905, Einstein y su relatividad tuvieron razón contra la y su relatividad tuvieron razón contra la mayoría de los físicos. mayoría de los físicos.


Pero la ciencia, que no es Pero la ciencia, que no es democrática en su construcción, no democrática en su construcción, no deja de ser republicana en su deja de ser republicana en su espíritu: es un «asunto público». espíritu: es un «asunto público».

Corresponde a quienes la viven, y Corresponde a quienes la viven, y viven de ella, explicarla, explicarla y viven de ella, explicarla, explicarla y volverla a explicar.volverla a explicar.

Las partículas elementalesLas partículas elementales La física de las partículas es, por su objeto y sus metas, La física de las partículas es, por su objeto y sus metas,

una disciplina fronteriza. una disciplina fronteriza. En su expresión teórica, recurre a unos conceptos En su expresión teórica, recurre a unos conceptos

matemáticos muy elaborados, y bastante alejados de matemáticos muy elaborados, y bastante alejados de nuestras matemáticas de instituto; en su aspecto nuestras matemáticas de instituto; en su aspecto experimental, está al límite de las posibilidades experimental, está al límite de las posibilidades tecnológicas del momento, hasta tal punto son tecnológicas del momento, hasta tal punto son gigantescos y sofisticados los medios que maneja. Las gigantescos y sofisticados los medios que maneja. Las cosas están así: el mundo llamado de «cosas están así: el mundo llamado de «lo infinitamente lo infinitamente pequeñopequeño», de apariencia tan diáfana, reclama una física », de apariencia tan diáfana, reclama una física pesada. pesada.

Ese es el precio que debemos pagar para poder seguir Ese es el precio que debemos pagar para poder seguir los pasos de lo real.los pasos de lo real.


Esa pesadez experimental Esa pesadez experimental va a veces acompañada de va a veces acompañada de una pesadez conceptual, una pesadez conceptual, aunque esta última no aunque esta última no carezca de elegancia. carezca de elegancia.


Una página de artículo especializado Una página de artículo especializado puede resultar más ilegible que un puede resultar más ilegible que un galimatías, y cuando en un seminario galimatías, y cuando en un seminario un teórico se dirige a sus colegas, un teórico se dirige a sus colegas, dice cosas incomprensibles para los dice cosas incomprensibles para los neófitos. neófitos.

Eso no debe desanimarnos. Eso no debe desanimarnos.


Al fin y al cabo, las Al fin y al cabo, las matemáticas puras son todavía matemáticas puras son todavía más difíciles, y también los más difíciles, y también los mecanismos de la economía mecanismos de la economía internacional, que incluyen internacional, que incluyen directamente en nuestra vida directamente en nuestra vida diaria. diaria.


Si aquellos y aquellas que no “Si aquellos y aquellas que no “están en el están en el ajoajo” leyeran esto, no entenderían ” leyeran esto, no entenderían íntegramente las palabras del físico íntegramente las palabras del físico mencionado antes, pero al reconocer el mencionado antes, pero al reconocer el preludio de la melodía que toca, captarían preludio de la melodía que toca, captarían de quéde qué habla. habla.

Habrían dado lo que podríamos llamar un Habrían dado lo que podríamos llamar un primer paso.primer paso.


La física de las partículas es una La física de las partículas es una disciplina reciente. disciplina reciente.

A principios del siglo XX, sólo A principios del siglo XX, sólo eran unas decenas de físicos en eran unas decenas de físicos en el mundo (sobre todo en Europa) el mundo (sobre todo en Europa) lo que se interesaban por las lo que se interesaban por las partículas. partículas.


Hoy ya son más de diez mil los que Hoy ya son más de diez mil los que construyen unas enormes máquinas, construyen unas enormes máquinas, los los aceleradores. aceleradores.

En ellas hacen circular la materia a la En ellas hacen circular la materia a la velocidad de la luz, luego provocan colisiones velocidad de la luz, luego provocan colisiones entre partículas; aparecen otras nuevas entre partículas; aparecen otras nuevas partículas, que ellos identifican mediante partículas, que ellos identifican mediante inmensos detectores; luego intentan inmensos detectores; luego intentan comprender lo que ha podido suceder.comprender lo que ha podido suceder.


Pero ¿a cuento de qué Pero ¿a cuento de qué deberíamos, a remolque de esas deberíamos, a remolque de esas gentes, interesarnos nosotros gentes, interesarnos nosotros también por las partículas? también por las partículas?

A decir verdad, los argumentos A decir verdad, los argumentos son muchos. son muchos.


En primer lugar, al igual que el agua y el vino, la En primer lugar, al igual que el agua y el vino, la flor y la nube, la piedra y la estrella, estamos al flor y la nube, la piedra y la estrella, estamos al parecer hechos todos nosotros de partículas parecer hechos todos nosotros de partículas juguetonas, y habría que ser muy poco curioso juguetonas, y habría que ser muy poco curioso para no querer saber nada de ellas; por otra para no querer saber nada de ellas; por otra parte, las máquinas que utilizan los físicos, tanto parte, las máquinas que utilizan los físicos, tanto los aceleradores como los detectores con que los aceleradores como los detectores con que están equipadas, son financiadas gracias a una están equipadas, son financiadas gracias a una parte de nuestros impuestos; y todos somos parte de nuestros impuestos; y todos somos contribuyentes, de buen o de mal grado, luego contribuyentes, de buen o de mal grado, luego sus maquinotas son también un poco nuestras. sus maquinotas son también un poco nuestras.


Desde luego no se hacen sin nuestra Desde luego no se hacen sin nuestra contribución, por pasiva que ésta sea. contribución, por pasiva que ésta sea.

He aquí al menos dos razones, una He aquí al menos dos razones, una muy pura, y otra muy práctica, para muy pura, y otra muy práctica, para que ejerzamos el derecho de crítica que ejerzamos el derecho de crítica sobre las actividades y los sobre las actividades y los descubrimientos de los físicos del descubrimientos de los físicos del abismo. abismo.


¿Hace falta una tercera razón? ¿Hace falta una tercera razón? Nadie mejor situado que ellos, Nadie mejor situado que ellos, a a

prioripriori, para decirnos “por donde , para decirnos “por donde empezar a trinchar el pollo”, y empezar a trinchar el pollo”, y también para contarnos la historia también para contarnos la historia del Universo.del Universo.


La simplicidad de lo que La simplicidad de lo que sigue no debe servir de sigue no debe servir de ilusión: el saber acumulado ilusión: el saber acumulado desde hace casi un siglo en desde hace casi un siglo en esta disciplina no es esta disciplina no es fácilmente accesible. fácilmente accesible.


Complejo, inmenso, profuso, Complejo, inmenso, profuso, árido, ocupa estantes y estantes árido, ocupa estantes y estantes en bibliotecas y laboratorios, en bibliotecas y laboratorios, oculto tras barricadas de oculto tras barricadas de encuadernaciones, o en algunos encuadernaciones, o en algunos cerebros bien dotados. cerebros bien dotados.


Pero como si de la red de Pero como si de la red de ferrocarriles se tratara, se ferrocarriles se tratara, se pueden fácilmente pueden fácilmente identificar y destacar sus identificar y destacar sus principales líneas.principales líneas.

Detector de la experiencia OPAL:Detector de la experiencia OPAL: OPAL es una de las cuatro enormes OPAL es una de las cuatro enormes experiencias instaladas alrededor del anillo LEP, el gran colisionador del experiencias instaladas alrededor del anillo LEP, el gran colisionador del CERN. Su detector permite estudiar los múltiples modos de CERN. Su detector permite estudiar los múltiples modos de desintegración de una de las partículas que mediatiza la interacción débil, desintegración de una de las partículas que mediatiza la interacción débil, el Zo, cuya duración de vida es muy corta (10-25 s).el Zo, cuya duración de vida es muy corta (10-25 s).

Unos monstruos para unas ínfimas partículasUnos monstruos para unas ínfimas partículas

El primer hecho práctico que se impone a El primer hecho práctico que se impone a cualquier visitante de un laboratorio de física de cualquier visitante de un laboratorio de física de partículas es el gigantismo de las instalaciones: partículas es el gigantismo de las instalaciones: el el Large Electron Positron (LEP), Large Electron Positron (LEP), que es el que es el mayor acelerador del Centro Europeo de mayor acelerador del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) y del mundo Investigación Nuclear (CERN) y del mundo (algunos le han puesto el apodo de «(algunos le han puesto el apodo de «Señor de Señor de los Anilloslos Anillos»), mide 27 km de circunferencia; sus »), mide 27 km de circunferencia; sus detectores también son inmensos: uno de ellos detectores también son inmensos: uno de ellos contiene más acero que la Torre Eiffel. contiene más acero que la Torre Eiffel.


¿No es eso paradójico? ¿No es eso paradójico? Si la vocación de la física de Si la vocación de la física de

partículas es estudiar objetos partículas es estudiar objetos minúsculos, ¿no sería de esperar que minúsculos, ¿no sería de esperar que el tamaño de sus escalpelos el tamaño de sus escalpelos disminuyese en proporción al tamaño disminuyese en proporción al tamaño de los objetos estudiados? de los objetos estudiados?


Ahora bien, lo que vemos es exactamente Ahora bien, lo que vemos es exactamente lo contrario. lo contrario.

Para explorar el interior de la materia, los Para explorar el interior de la materia, los físicos disponen de energías muy físicos disponen de energías muy elevadas, proporcionadas por unos elevadas, proporcionadas por unos microscopios monstruosos que son los microscopios monstruosos que son los aceleradores de partículas. aceleradores de partículas.

¿De dónde viene ese contraste de ¿De dónde viene ese contraste de tamaño?tamaño?


Para estudiar una partícula, hay que Para estudiar una partícula, hay que “iluminarla” de alguna forma, es decir, “iluminarla” de alguna forma, es decir, proyectar sobre ella un haz de... partículas proyectar sobre ella un haz de... partículas (no necesariamente luminosas). (no necesariamente luminosas).

Una experiencia de física de partículas Una experiencia de física de partículas consiste pues en primer lugar en enviar consiste pues en primer lugar en enviar unas partículas «sonda» sobre unas unas partículas «sonda» sobre unas partículas «blanco». partículas «blanco».


De acuerdo. De acuerdo. ¿Pero por qué hacen falta unos ¿Pero por qué hacen falta unos

grandes aceleradores para grandes aceleradores para producir esas sondas? producir esas sondas?

Para entenderlo, hay que Para entenderlo, hay que recordar dos resultados recordar dos resultados ineludibles de la física.ineludibles de la física.


Primero, una relación extraña, establecida en Primero, una relación extraña, establecida en 19231923 por por Louis de BroglieLouis de Broglie, respecto a la , respecto a la dualidad onda-dualidad onda-corpúsculocorpúsculo. .

Bajo ese término se oculta la idea de que a toda Bajo ese término se oculta la idea de que a toda partícula va asociada una onda, lo cual hace que las partícula va asociada una onda, lo cual hace que las partículas sean tan ambiguas como el partículas sean tan ambiguas como el murciélago de La murciélago de La FontaineFontaine, que se presenta alternativamente como un , que se presenta alternativamente como un pájaro o como un ratón, pero no es ni una cosa ni la pájaro o como un ratón, pero no es ni una cosa ni la otra. otra.

Las partículas, en sí mismas, se presentan, según el Las partículas, en sí mismas, se presentan, según el contexto de su observación, a veces como corpúsculos contexto de su observación, a veces como corpúsculos y a veces como ondas, pero no son ni ondas ni y a veces como ondas, pero no son ni ondas ni corpúsculos. corpúsculos.


Entonces, ¿qué son, si su identidad es doble? Entonces, ¿qué son, si su identidad es doble? Es sobre esta cuestión (y particularmente sobre Es sobre esta cuestión (y particularmente sobre

el sentido que conviene darle aquí a la palabra el sentido que conviene darle aquí a la palabra «asociado») sobre la que se plantea desde hace «asociado») sobre la que se plantea desde hace setenta años el espinoso debate cuántico. setenta años el espinoso debate cuántico.

Lo que Louis de Broglie estableció a ese Lo que Louis de Broglie estableció a ese propósito, es que la longitud de onda de la onda propósito, es que la longitud de onda de la onda asociadaasociada a una partícula es tanto más corta a una partícula es tanto más corta cuanto más rápida es la partícula en cuestión.cuanto más rápida es la partícula en cuestión.


En segundo lugar, una ley óptica, que hace que En segundo lugar, una ley óptica, que hace que un fenómeno ondulatorio no interactúe sino con un fenómeno ondulatorio no interactúe sino con objeto de dimensión superior a su longitud de objeto de dimensión superior a su longitud de onda. onda.

Las olas del océano no se ven afectadas por la Las olas del océano no se ven afectadas por la presencia de un nadador ya que éste es presencia de un nadador ya que éste es pequeño con relación a la distancia que separa pequeño con relación a la distancia que separa dos olas sucesivas; en cambio, son perturbadas dos olas sucesivas; en cambio, son perturbadas por la presencia de un gran navío. por la presencia de un gran navío.


Las olas «ven» a los trasatlánticos, Las olas «ven» a los trasatlánticos, no a los bañistas. no a los bañistas.

En resumen, si la partícula que En resumen, si la partícula que elegimos por blanco es pequeña, la elegimos por blanco es pequeña, la partícula sonda deberá tener una partícula sonda deberá tener una longitud de onda pequeña. longitud de onda pequeña.

Si no, no sondeará nada.Si no, no sondeará nada.


Basta con articular estas dos leyes para obtener Basta con articular estas dos leyes para obtener la respuesta que buscábamos: cuanto más la respuesta que buscábamos: cuanto más pequeñas sean las estructuras que queremos pequeñas sean las estructuras que queremos estudiar, más pequeña debe ser también la estudiar, más pequeña debe ser también la longitud de onda de las partículas que las longitud de onda de las partículas que las golpean; al ser esa longitud de onda tanto más golpean; al ser esa longitud de onda tanto más pequeña cuanto más elevada es la energía de pequeña cuanto más elevada es la energía de esas partículas, hay que disponer, para estudiar esas partículas, hay que disponer, para estudiar los objetos microscópicos, de unos aceleradores los objetos microscópicos, de unos aceleradores potentes (y por ende costosos) capaces de potentes (y por ende costosos) capaces de transmitir mucha energía a las partículas sonda. transmitir mucha energía a las partículas sonda.


De ahí que los físicos que desean De ahí que los físicos que desean observar unos fenómenos cada observar unos fenómenos cada vez más tenues necesiten unas vez más tenues necesiten unas energías cada vez mayores. energías cada vez mayores.

Es la dura ley del deporte Es la dura ley del deporte cuántico.cuántico.


Los aceleradores son unos microscopios Los aceleradores son unos microscopios gigantes. gigantes.

Cumplen el papel, respecto a lo Cumplen el papel, respecto a lo infinitamente pequeño, que cumplen el infinitamente pequeño, que cumplen el anteojo de Galileo y demás telescopios anteojo de Galileo y demás telescopios respecto a lo infinitamente grande: respecto a lo infinitamente grande: permiten explorar lo que es invisible para permiten explorar lo que es invisible para el ojo humano.el ojo humano.


Avancemos unas cifras. Avancemos unas cifras. La unidad fetiche que utilizan los físicos La unidad fetiche que utilizan los físicos

de las partículas para apreciar una de las partículas para apreciar una energía es el electrón-voltio (abreviado energía es el electrón-voltio (abreviado eV), y todos sus múltiplos: el keV (mil eV), eV), y todos sus múltiplos: el keV (mil eV), el MeV (un millón de eV), el GeV (mil el MeV (un millón de eV), el GeV (mil millones de eV), el TeV (un billón de millones de eV), el TeV (un billón de eV), ... eV), ...


Como casi lo indica su nombre, el electrón Como casi lo indica su nombre, el electrón voltio es la energía que gana un voltio es la energía que gana un electrónelectrón acelerado por una diferencia de potencial acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio (si el electrón está inicialmente de 1 voltio (si el electrón está inicialmente en reposo, esta en reposo, esta aceleraciónaceleración aumenta su aumenta su velocidad a 600 km/s). velocidad a 600 km/s).

1 eV quivale a 1,6 ∙ 101 eV quivale a 1,6 ∙ 10-19-19 julios. julios.


Lo que acabamos de explicar significa Lo que acabamos de explicar significa cuantitativamente que una partícula de cuantitativamente que una partícula de unos cuantos keV otea el angstromio, o unos cuantos keV otea el angstromio, o sea 10sea 10-10-10 m (el tamaño del átomo), que a m (el tamaño del átomo), que a los 100 MeV ya llega al fermio, o sea 10los 100 MeV ya llega al fermio, o sea 10-15-15 m (el tamaño del m (el tamaño del protónprotón), y que a los 100 ), y que a los 100 GeV alcanza la milésima de fermio. GeV alcanza la milésima de fermio.

Este último es el caso del LEP.Este último es el caso del LEP.

Por favor… ¡píntame una partícula!Por favor… ¡píntame una partícula!

Hemos empezado a hablar de Hemos empezado a hablar de partículas sin decir lo que significa partículas sin decir lo que significa esa palabra. esa palabra.

¿Qué es exactamente una partícula?¿Qué es exactamente una partícula?El concepto de partícula (o el de El concepto de partícula (o el de

átomo, en el sentido etimológico del átomo, en el sentido etimológico del término) fue una idea filosófica antes término) fue una idea filosófica antes de ser objeto de estudio de la física. de ser objeto de estudio de la física.


El átomo de los antiguos griegos ha El átomo de los antiguos griegos ha experimentado a lo largo de los siglos las más experimentado a lo largo de los siglos las más extraordinarias metamorfosis, hasta instalarse extraordinarias metamorfosis, hasta instalarse finalmente en el formalismo matemático en el finalmente en el formalismo matemático en el que está confinado hoy: ahora ha quedado que está confinado hoy: ahora ha quedado asentado que las partículas no tienen mucho asentado que las partículas no tienen mucho que ver con las bolitas por las que se las que ver con las bolitas por las que se las representa muchas veces. representa muchas veces.

Y que seamos capaces de manipularlas no Y que seamos capaces de manipularlas no significa que sean fáciles de describir.significa que sean fáciles de describir.


El marco formal dentro del cual se El marco formal dentro del cual se describen las partículas y sus describen las partículas y sus interacciones es la interacciones es la teoría cuántica de teoría cuántica de campos. campos.

Pese a su nombre, esta teoría no Pese a su nombre, esta teoría no tiene nada que ver con las técnicas tiene nada que ver con las técnicas agrícolas. agrícolas.


Mediante argumentos matemáticos, Mediante argumentos matemáticos, defiende la idea de que las partículas defiende la idea de que las partículas no son sino los diferentes estados de no son sino los diferentes estados de excitación de un campo, que a su vez excitación de un campo, que a su vez no es una cosa «no es una cosa «realreal», sino como », sino como mucho lo que los matemáticos llaman mucho lo que los matemáticos llaman un un operadoroperador. .


Oyendo esto, un teórico ortodoxo se Oyendo esto, un teórico ortodoxo se apresuraría a añadir que a toda partícula apresuraría a añadir que a toda partícula le corresponde «le corresponde «una representación una representación irreductible del grupo de Lorentz irreductible del grupo de Lorentz inhomogéneoinhomogéneo» » (sic)(sic). .

Hermosa retórica, desde luego, pero Hermosa retórica, desde luego, pero permítasenos dudar de que pueda llenar permítasenos dudar de que pueda llenar de gozo a los más profanos.de gozo a los más profanos.


Entonces, en términos Entonces, en términos sencillos, ¿qué es un sencillos, ¿qué es un campocampo cuántico cuántico? ?

Es el objeto matemático Es el objeto matemático que ha habido que inventar que ha habido que inventar para describir las partículas. para describir las partículas.


Si estas últimas ya no se pueden representar Si estas últimas ya no se pueden representar mediante puntos o formas geométricas, es mediante puntos o formas geométricas, es porque un campo cuántico no evoluciona en porque un campo cuántico no evoluciona en el espacio ordinario, sino en espacios el espacio ordinario, sino en espacios abstractos que son una generalización del abstractos que son una generalización del mismo. mismo.

Un electrón, por ejemplo, es descrito por un Un electrón, por ejemplo, es descrito por un campo cuántico electrónico que, como una campo cuántico electrónico que, como una onda clásica, se reparte por todo el espacioonda clásica, se reparte por todo el espacio. .


Tiene un valor en cada Tiene un valor en cada punto. punto.

Pero la analogía no acaba Pero la analogía no acaba ahí, ya que su significado ahí, ya que su significado no es el de un campo no es el de un campo clásico. clásico.


La mecánica cuántica interpreta un campo La mecánica cuántica interpreta un campo cuántico diciendo que la probabilidad de cuántico diciendo que la probabilidad de encontrar –durante una medición- un encontrar –durante una medición- un electrón en un punto determinado del electrón en un punto determinado del espacio está ligada a la amplitud del espacio está ligada a la amplitud del campo en ese punto. campo en ese punto.

El significado real de ese enunciado forma El significado real de ese enunciado forma parte también del debate cuántico.parte también del debate cuántico.


En virtud de otra ley cuántica, elEn virtud de otra ley cuántica, el principio de principio de HeisenbergHeisenberg, cuanto más minúscula es la , cuanto más minúscula es la realidad, más rápida y móvil se vuelve. Ninguna realidad, más rápida y móvil se vuelve. Ninguna mirada, ningún instrumento pueden ya captar su mirada, ningún instrumento pueden ya captar su imagen: se vuelve imposible de representar. imagen: se vuelve imposible de representar.

Aunque el propio Aunque el propio PrincipitoPrincipito [1][1] lo pidiese con lo pidiese con insistencia, nadie podría pintarle una partícula. insistencia, nadie podría pintarle una partícula.

__________________ [1][1] “Le Petit Prince”. Obra de Saint Exupery. “Le Petit Prince”. Obra de Saint Exupery.


Deberá acostumbrarse, al igual que Deberá acostumbrarse, al igual que los físicos, a la impotencia de la los físicos, a la impotencia de la imagen. imagen.

Pues nuestra necesidad de ver, por Pues nuestra necesidad de ver, por irreprimible que sea, se encuentra irreprimible que sea, se encuentra aquí irremediablemente frustrada: no aquí irremediablemente frustrada: no se pueden representar visualmente se pueden representar visualmente las partículas. las partículas.


Pero, ¿tan lamentable es esa falta de Pero, ¿tan lamentable es esa falta de claridad tangible? claridad tangible?

¿Acaso no debemos más bien considerar ¿Acaso no debemos más bien considerar que ese fin de la imagen abre las puertas que ese fin de la imagen abre las puertas de lo imaginario? de lo imaginario?

Imaginario cuya legitimidad residiría en la Imaginario cuya legitimidad residiría en la propia ciencia, ya que ésta es impotente propia ciencia, ya que ésta es impotente para mostrarnos verdaderamente las para mostrarnos verdaderamente las cosas.cosas.


¿Podemos llegar a decir que una partícula ¿Podemos llegar a decir que una partícula no es una cosa? no es una cosa?

Quizá, pero eso no tendría ningún sentido: Quizá, pero eso no tendría ningún sentido: en efecto, ¿qué sería algo que no fuera en efecto, ¿qué sería algo que no fuera una cosa? una cosa?

El propio diccionario nos dice que la El propio diccionario nos dice que la palabra palabra cosacosa no tiene contrario, o más no tiene contrario, o más bien, que sólo tiene uno, que es bien, que sólo tiene uno, que es nada.nada.


Ahora bien, una partícula es algo, no Ahora bien, una partícula es algo, no nada. nada.

Entonces digamos simplemente que una Entonces digamos simplemente que una partícula no es una cosa ordinaria, que partícula no es una cosa ordinaria, que sería la visión en miniatura de los objetos sería la visión en miniatura de los objetos de la vida corriente. de la vida corriente.

Pero lo extraño hubiera sido más bien lo Pero lo extraño hubiera sido más bien lo contrario.contrario.


En ese contexto, es difícil eludir una abstracción En ese contexto, es difícil eludir una abstracción que paso a paso va llevando cada vez más lejos que paso a paso va llevando cada vez más lejos cualquier posible «existente básico». cualquier posible «existente básico».

Aunque no desdeñen recurrir a cierta forma de Aunque no desdeñen recurrir a cierta forma de intuición, los teóricos ya no son capaces de intuición, los teóricos ya no son capaces de «ponerse en el lugar» de las cosas. «ponerse en el lugar» de las cosas.

Además, al contrario que sus predecesores, ya Además, al contrario que sus predecesores, ya no se arriesgan a opinar sobre la naturaleza de no se arriesgan a opinar sobre la naturaleza de la naturaleza.la naturaleza.


Las partículas son todas invisibles tal cual. Las partículas son todas invisibles tal cual. Sólo podemos ver las huellas que dejan Sólo podemos ver las huellas que dejan en algunos materiales. en algunos materiales.

Para compensar esa imposibilidad de ver, Para compensar esa imposibilidad de ver, los físicos se ven obligados a añadirle al los físicos se ven obligados a añadirle al mundo de las apariencias un mundo de mundo de las apariencias un mundo de signos sacados del lenguaje matemático. signos sacados del lenguaje matemático.


¿Qué vínculo existe entre esos dos universos, el ¿Qué vínculo existe entre esos dos universos, el de los de los perceptosperceptos (los fenómenos) y el de los (los fenómenos) y el de los conceptosconceptos (el formalismo)? (el formalismo)?

Siempre es fascinante interrogarse sobre la Siempre es fascinante interrogarse sobre la ontología de los objetos matemáticos que sirven ontología de los objetos matemáticos que sirven para describir las observaciones: ¿a qué para describir las observaciones: ¿a qué corresponden en la realidad? corresponden en la realidad?

¿Son entes reales o meros productos de ¿Son entes reales o meros productos de nuestra mente? nuestra mente?

Teóricos en acción:Teóricos en acción: Los físicos le añaden al mundo de las apariencias un Los físicos le añaden al mundo de las apariencias un mundo de signos, sacados del lenguaje matemático, y utilizan conceptos mundo de signos, sacados del lenguaje matemático, y utilizan conceptos imposibles de encontrar en la experiencia corriente. ¿Captan los conceptos imposibles de encontrar en la experiencia corriente. ¿Captan los conceptos matemáticos lo real, o sólo lo transcriben? ¿Cuál es su verdadera matemáticos lo real, o sólo lo transcriben? ¿Cuál es su verdadera correspondencia con la realidad? ¿Y cómo es que en física «funcionan» las correspondencia con la realidad? ¿Y cómo es que en física «funcionan» las matemáticas?matemáticas?

¿Qué es eso de una alta energía?¿Qué es eso de una alta energía?

A nuestra escala, cuando dos A nuestra escala, cuando dos objetos (por ejemplo dos vasos) objetos (por ejemplo dos vasos) percuten, se hacen añicos. percuten, se hacen añicos.

En el mundo de las partículas, las En el mundo de las partículas, las cosas suceden de forma cosas suceden de forma diferente. diferente.

No hay añicos. No hay añicos.


Una partícula no se rompe en el sentido Una partícula no se rompe en el sentido en que entendemos normalmente esa en que entendemos normalmente esa palabra. palabra.

El mismo concepto de pedazos de El mismo concepto de pedazos de partículas no tiene por cierto ningún partículas no tiene por cierto ningún sentido, por ello la metáfora muchas sentido, por ello la metáfora muchas veces citada de las muñecas rusas cuya veces citada de las muñecas rusas cuya sucesión simularía la estructura del sucesión simularía la estructura del mundo tiene sus límites. mundo tiene sus límites.


Es más bien la energía del choque la que acaba Es más bien la energía del choque la que acaba por transformarse en nuevas partículas, según por transformarse en nuevas partículas, según la ecuación la ecuación E = mcE = mc22 que nos indica que la que nos indica que la energía (energía (EE) es equivalente a la masa () es equivalente a la masa (mm). ).

En ese caso, En ese caso, 1 + 11 + 1 partículas sí suman partículas sí suman 22 partículas, pero esas partículas, pero esas 22 partículas son en partículas son en general inestables: la energía que se llevan se general inestables: la energía que se llevan se vuelve a repartir entre masa (se crean nuevas vuelve a repartir entre masa (se crean nuevas partículas, por ejemplo partículas, por ejemplo 44, , 1212 ó ó 3535) y energía ) y energía cinética (esas nuevas partículas están en cinética (esas nuevas partículas están en movimiento). movimiento).


Ese proceso de «Ese proceso de «redistribuciónredistribución» se puede » se puede observar a condición de que sea lento (si dura observar a condición de que sea lento (si dura más de más de 1010-13-13 s). s).

En el caso contrario, da la impresión de que es En el caso contrario, da la impresión de que es el choque mismo el que ha creado todas esas el choque mismo el que ha creado todas esas nuevas partículas: nuevas partículas: 1 + 11 + 1 ya no suman ya no suman 22, sino , sino 44, , 1212 ó ó 3535. .

Sea como sea, la partícula sonda, lejos de ser Sea como sea, la partícula sonda, lejos de ser simple espectadora del fenómeno que permite simple espectadora del fenómeno que permite observar, contribuye a provocarlo.observar, contribuye a provocarlo.


Algunas de las partículas creadas son Algunas de las partículas creadas son partículas «partículas «ordinariasordinarias», tales como », tales como protones, protones, neutronesneutrones, electrones, electrones u otros u otros neutrinosneutrinos (unas misteriosas partículas, (unas misteriosas partículas, omnipresentes en el Universo, pero muy omnipresentes en el Universo, pero muy discretas) que existen habitualmente en la discretas) que existen habitualmente en la naturaleza; otras sólo aparecen durante naturaleza; otras sólo aparecen durante un corto instante. un corto instante.


Inestables y fugitivas, se vuelven a Inestables y fugitivas, se vuelven a transformar muy rápidamente, transformar muy rápidamente, produciendo otras partículas que a produciendo otras partículas que a menudo se transforman a su vez hasta menudo se transforman a su vez hasta que sólo quedan partículas estables. que sólo quedan partículas estables.

De ahí las espirales arborescentes y los De ahí las espirales arborescentes y los haces ondulantes que ornan las cámaras haces ondulantes que ornan las cámaras de burbujas.de burbujas.


Los fenómenos observados en los Los fenómenos observados en los detectores de los físicos sólo se detectores de los físicos sólo se producen espontáneamente en las producen espontáneamente en las estrellas o en la radiación cósmica. estrellas o en la radiación cósmica.

Los aceleradores son simplemente Los aceleradores son simplemente un medio para fabricarlos o un medio para fabricarlos o reproducirlos en la Tierra. reproducirlos en la Tierra.


Al no hallarse aquí espontáneamente la mayoría Al no hallarse aquí espontáneamente la mayoría de las partículas estudiadas, para hacerlas de las partículas estudiadas, para hacerlas aparecer hay que recrear las condiciones en las aparecer hay que recrear las condiciones en las que están naturalmente presentes. que están naturalmente presentes.

Hay que atravesar el «Hay que atravesar el «umbral de energíaumbral de energía» que » que las separa de su propia realidad, ya que una las separa de su propia realidad, ya que una partícula sólo puede aparecer en el momento de partícula sólo puede aparecer en el momento de una colisión si la energía es suficiente apara una colisión si la energía es suficiente apara que parte de esa energía se materialice en esa que parte de esa energía se materialice en esa partícula.partícula.


Las colisiones de partículas a alta Las colisiones de partículas a alta energía reproducen las condiciones energía reproducen las condiciones físicas que prevalecían en el físicas que prevalecían en el Universo primordial: muy fuerte Universo primordial: muy fuerte densidad y muy alta temperatura. densidad y muy alta temperatura.

Gracias a sus experiencias, los Gracias a sus experiencias, los físicos simulan los tiempos remotos. físicos simulan los tiempos remotos.


El LEP, con sus El LEP, con sus 100 GeV100 GeV, nos , nos transporta a unas fracciones de transporta a unas fracciones de nanosegundo (nanosegundo (1010-9-9 s s) del ) del big big bang,bang, es decir a un ambiente es decir a un ambiente mucho más frío (mucho más frío (10101515 K K [ [kelvinkelvin]) ]) de lo que fue en los primeros de lo que fue en los primeros momentos (momentos (10103232 K). K).


Esto nos autoriza a decir que los Esto nos autoriza a decir que los aceleradores son máquinas para aceleradores son máquinas para remontarse en el tiempo que ha remontarse en el tiempo que ha transcurrido desde las primeras transcurrido desde las primeras emanaciones del emanaciones del big bangbig bang (pero sólo (pero sólo en el tiempo cósmico, no en el de en el tiempo cósmico, no en el de nuestra vivencia, no vayamos a nuestra vivencia, no vayamos a entusiasmarnos).entusiasmarnos).


Pero ¿qué representan Pero ¿qué representan exactamente esas altas exactamente esas altas energías? energías?

¿Son realmente tan enormes? ¿Son realmente tan enormes? Pongamos de nuevo por caso el Pongamos de nuevo por caso el

LEPLEP. .


Es un colisionador en el cual son Es un colisionador en el cual son acelerados unos haces de electrones acelerados unos haces de electrones y de positrones de y de positrones de 50 GeV50 GeV, o sea , o sea 50 50 mil millones de electrón-voltiosmil millones de electrón-voltios, lo , lo cual es impresionante. cual es impresionante.

¿No serán los aceleradores unas ¿No serán los aceleradores unas bombas disfrazadas?bombas disfrazadas?


Para saberlo, comparemos esos Para saberlo, comparemos esos 50 GeV50 GeV con la energía de un objeto familiar, por con la energía de un objeto familiar, por ejemplo... un mosquito volando. ejemplo... un mosquito volando.

Supongamos que el díptero en cuestión Supongamos que el díptero en cuestión tenga la masa de tenga la masa de 2 miligramos2 miligramos y vuele a la y vuele a la velocidad de velocidad de 1 metro/segundo1 metro/segundo (mosquito (mosquito no relativista ...).no relativista ...).


Quienes no sientan rechazo hacia las Quienes no sientan rechazo hacia las ecuaciones saben que su energía cinética, ecuaciones saben que su energía cinética, EEcc, se obtiene mediante la ecuación , se obtiene mediante la ecuación EEcc = =

½ mv½ mv22 (siendo (siendo mm la masa, y la masa, y vv la la velocidad), es decir, velocidad), es decir, 1 microjulio1 microjulio. .

Convertida en eV, alcanza los Convertida en eV, alcanza los 6.250 GeV6.250 GeV, , ¡es decir ¡es decir 125125 veces más que un electrón veces más que un electrón del del LEPLEP! !


Ahora bien, cuando un electrón del LEP entra en Ahora bien, cuando un electrón del LEP entra en colisión con un positrón de la misma energía, se colisión con un positrón de la misma energía, se crean otras numerosas partículas, que antes no crean otras numerosas partículas, que antes no estaban presentes. estaban presentes.

Pero entonces, ¿no podrían los mosquitos, Pero entonces, ¿no podrían los mosquitos, mucho más energéticos, crear todavía más mucho más energéticos, crear todavía más partículas por colisión? partículas por colisión?

Y más aún: si los coches tienen más energía Y más aún: si los coches tienen más energía que los mosquitos, ¿no podríamos transformar que los mosquitos, ¿no podríamos transformar las autopistas en colisionadores, cosa que por las autopistas en colisionadores, cosa que por cierto son en ocasiones? cierto son en ocasiones?


Pues no, la colisión de dos mosquitos Pues no, la colisión de dos mosquitos no produciría nada interesante, por la no produciría nada interesante, por la sencilla razón de que no es la sencilla razón de que no es la energía la que cuenta sino la energía la que cuenta sino la densidad de energíadensidad de energía, es decir, la , es decir, la cantidad de energía por unidad de cantidad de energía por unidad de volumen. volumen.


Ahora bien, el mosquito está constituido Ahora bien, el mosquito está constituido por un número asombroso de átomos y de por un número asombroso de átomos y de moléculas que se reparten moléculas que se reparten equitativamente su energía total, lo que equitativamente su energía total, lo que significa que la energía contenida en cada significa que la energía contenida en cada constituyente es ridículamente débil. constituyente es ridículamente débil.

El electrón del LEP, por sí mismo, es casi El electrón del LEP, por sí mismo, es casi puntual y su densidad de energía es puntual y su densidad de energía es inmensa. inmensa.


Así, lanzando las partículas unas contra Así, lanzando las partículas unas contra otras, se obtiene durante unos breves otras, se obtiene durante unos breves instantes una enorme concentración de instantes una enorme concentración de energía, suficiente para producir materia. energía, suficiente para producir materia.

Con dos mosquitos, no. Con dos mosquitos, no. Más que de física de altas energías, Más que de física de altas energías,

deberíamos hablar de deberíamos hablar de física de altas física de altas densidades de energíadensidades de energía..


Volvamos a nuestra conversión de energía Volvamos a nuestra conversión de energía en materia, que durante un choque entre en materia, que durante un choque entre dos partículas produce otras múltiples dos partículas produce otras múltiples partículas. partículas.

En esas circunstancias, una propiedad de En esas circunstancias, una propiedad de objetos (la velocidad de las partículas) se objetos (la velocidad de las partículas) se transforma a su vez en objetos (otras transforma a su vez en objetos (otras partículas); un tamaño físico se encarna partículas); un tamaño físico se encarna físicamente. físicamente.


Estamos ante una situación muy Estamos ante una situación muy poco corriente en la vida ordinaria. poco corriente en la vida ordinaria.

Quienes duden de ello sólo tiene que Quienes duden de ello sólo tiene que imaginar un segundo qué cara imaginar un segundo qué cara pondrían si les anunciaran que una pondrían si les anunciaran que una colisión entre colisión entre Antonio BanderasAntonio Banderas y y Nicole KidmanNicole Kidman ¡ha dado lugar a dos ¡ha dado lugar a dos bañistas y tres delfines!bañistas y tres delfines!


Resumiendo: a alta energía, las Resumiendo: a alta energía, las colisiones entre partículas provocan colisiones entre partículas provocan pequeñas génesis jaspeadas que pequeñas génesis jaspeadas que hacen surgir del vacío miríadas de hacen surgir del vacío miríadas de partículas. partículas.

El mundo de lo infinitamente pequeño El mundo de lo infinitamente pequeño es pues un mundo abierto. es pues un mundo abierto.


Para visitarlo, basta con cruzar el Para visitarlo, basta con cruzar el umbral. umbral.

Desde luego, como en todas partes, Desde luego, como en todas partes, hay que llamar antes de entrar. hay que llamar antes de entrar.

Pero aquí, no es sólo por educación: Pero aquí, no es sólo por educación: E = mcE = mc22 tiene sus imperativos. tiene sus imperativos.

Colisión frontal de partículas:Colisión frontal de partículas: Con los choques recíprocos muy Con los choques recíprocos muy violentos que sufren en los colisionadores, las partículas se transforman violentos que sufren en los colisionadores, las partículas se transforman en energía pura, volviendo a las condiciones de temperatura que en energía pura, volviendo a las condiciones de temperatura que reinaban en el Universo poco después del big bang. La «bola de fuego» reinaban en el Universo poco después del big bang. La «bola de fuego» que se forma así subsiste durante un corto instante, y luego la energía se que se forma así subsiste durante un corto instante, y luego la energía se transforma en nuevas formas de materia: aparecen nuevas partículas, transforma en nuevas formas de materia: aparecen nuevas partículas, como surgidas de la nada.como surgidas de la nada.

¿A cuánto va una partícula de alta energía?¿A cuánto va una partícula de alta energía?

Silencio, se rueda.Silencio, se rueda. Un electrón del LEP Un electrón del LEP Las primeras generaciones de aceleradores, ya Las primeras generaciones de aceleradores, ya

fuesen circulares o lineales, aceleraban un haz fuesen circulares o lineales, aceleraban un haz hasta que alcanzara la energía deseada y luego hasta que alcanzara la energía deseada y luego lo enviaban sobre un blanco fijo, constituido por lo enviaban sobre un blanco fijo, constituido por hojas o bloques de materia cuyos núcleos hojas o bloques de materia cuyos núcleos atómicos o atómicos o nucleonesnucleones (protones o neutrones) (protones o neutrones) interactuaban con los proyectiles incidentes. interactuaban con los proyectiles incidentes.

Los productos de la colisión eran analizados por Los productos de la colisión eran analizados por unos detectores.unos detectores.


El balance energético de este tipo de reacciones El balance energético de este tipo de reacciones no es ideal: todos sabemos que una colisión no es ideal: todos sabemos que una colisión frontal entre dos coches en movimiento produce frontal entre dos coches en movimiento produce más daños que si la colisión se hace contra un más daños que si la colisión se hace contra un coche parado. coche parado.

En efecto, en este último caso, gran parte de la En efecto, en este último caso, gran parte de la energía cinética del coche incidente se transmite energía cinética del coche incidente se transmite en forma cinética al coche inicialmente parado en forma cinética al coche inicialmente parado (que se ve propulsado por el choque). (que se ve propulsado por el choque).


En una situación análoga, en que son las En una situación análoga, en que son las partículas las que entran en colisión, la partículas las que entran en colisión, la energía cinética no puede transformarse energía cinética no puede transformarse íntegramente en masa, ya que la ecuación íntegramente en masa, ya que la ecuación E = mcE = mc22 no actúa aquí a pleno no actúa aquí a pleno rendimiento. rendimiento.

La energía cinética residual comunicada a La energía cinética residual comunicada a la partícula blanco representa una pérdida la partícula blanco representa una pérdida de energía. de energía.


Para mejorar las cosas desde ese punto Para mejorar las cosas desde ese punto de vista, hay que trabajar con un blanco de vista, hay que trabajar con un blanco que sea a su vez un haz que se propague que sea a su vez un haz que se propague en sentido contrario (ya no existe en sentido contrario (ya no existe entonces distinción entre las partículas entonces distinción entre las partículas blanco y las partículas sonda). blanco y las partículas sonda).

En ese caso, la energía transmitida a las En ese caso, la energía transmitida a las partículas iniciales se transforma en masa partículas iniciales se transforma en masa con un máximo de eficacia. con un máximo de eficacia.


Esta configuración, que ya se ha Esta configuración, que ya se ha explorado con éxito, es la de los explorado con éxito, es la de los anillos de colisiones y los futuros anillos de colisiones y los futuros colisionadores linealescolisionadores lineales, en que dos , en que dos haces chocan frontalmente: toda la haces chocan frontalmente: toda la energía de los haces puede energía de los haces puede convertirse en masa. convertirse en masa.


Tomemos otra vez el ejemplo del Tomemos otra vez el ejemplo del LEPLEP, donde los electrones de , donde los electrones de 50 GeV50 GeV entran en colisión con unos entran en colisión con unos positronespositrones de igual energía. de igual energía.

La energía total disponible es de La energía total disponible es de 100 100 GeV. GeV.


Si quisiéramos disponer de la misma Si quisiéramos disponer de la misma energía utilizable enviando un haz sobre energía utilizable enviando un haz sobre un blanco fijo, ese haz tendría que tener un blanco fijo, ese haz tendría que tener una energía de una energía de 10 millones de GeV10 millones de GeV, es , es decir, decir, 200.000200.000 veces más que en el veces más que en el LEPLEP, , cosa técnicamente impensable, al menos cosa técnicamente impensable, al menos por el momento.por el momento.

El LEPEl LEP es un colisionador circular de electrones y de positrones, es un colisionador circular de electrones y de positrones, situado bajo la cordillera del Jura en un túnel de 27 kilómetros de largo. situado bajo la cordillera del Jura en un túnel de 27 kilómetros de largo. Colocados a espacios regulares en toda la circunferencia, unos imanes Colocados a espacios regulares en toda la circunferencia, unos imanes guían las partículas dentro de la misma cámara de vacío: electrones y guían las partículas dentro de la misma cámara de vacío: electrones y positrones tienen masas idénticas y cargas eléctricas opuestas, y positrones tienen masas idénticas y cargas eléctricas opuestas, y siguen la misma órbita, pero en sentido contrario.siguen la misma órbita, pero en sentido contrario.

Acelerador de partículas del CERNAcelerador de partículas del CERN (Consejo Europeo de (Consejo Europeo de Investigación Nuclear), Suiza. Los grandes aceleradores Investigación Nuclear), Suiza. Los grandes aceleradores de partículas permiten indagar en la estructura íntima de de partículas permiten indagar en la estructura íntima de las partículas elementales.las partículas elementales.


Volvamos entonces con nuestros electrones de Volvamos entonces con nuestros electrones de 50 GeV50 GeV del del LEPLEP. .

La fórmula que hemos citado anteriormente La fórmula que hemos citado anteriormente Ec = ½ mvEc = ½ mv22 nos proporciona su velocidad, con nos proporciona su velocidad, con tal de que hagamos el pequeño esfuerzo de tal de que hagamos el pequeño esfuerzo de invertirla: invertirla: v = (2E/m)v = (2E/m)½½,, es decir en este caso es decir en este caso 132.623.573 km/s132.623.573 km/s, lo que corresponde a ¡, lo que corresponde a ¡442 442 veces la velocidad de la luz en el vacíoveces la velocidad de la luz en el vacío! !

Pero todos hemos oído decir en algún momento Pero todos hemos oído decir en algún momento que esta última es imposible de superar. que esta última es imposible de superar.


¿No habremos cometido un error ¿No habremos cometido un error de cálculo?de cálculo?

No, es más bien nuestra fórmula No, es más bien nuestra fórmula la que deja de ser válida en la que deja de ser válida en cuanto la velocidad deja de ser cuanto la velocidad deja de ser desdeñable respecto a la de la desdeñable respecto a la de la luz. luz.


Tenemos entonces que recurrir a los Tenemos entonces que recurrir a los principios de la principios de la relatividadrelatividad, que obligan a , que obligan a reemplazar la fórmula por otra, en que la reemplazar la fórmula por otra, en que la velocidad de la luz aparece efectivamente velocidad de la luz aparece efectivamente como una velocidad insuperable para como una velocidad insuperable para unas partículas de masa no nula. unas partículas de masa no nula.

No se puede adelantar a una partícula de No se puede adelantar a una partícula de luzluz, nos dice Einstein, ni siquiera se la , nos dice Einstein, ni siquiera se la puede alcanzar. puede alcanzar.


Imposible correr más rápido que Imposible correr más rápido que la luz, aun cuando su velocidad la luz, aun cuando su velocidad límite de límite de 299.792.458 m/s299.792.458 m/s se se alcance casi en los aceleradores alcance casi en los aceleradores de partículas ligeras (para ser de partículas ligeras (para ser exactos, haría falta una energía exactos, haría falta una energía infinita para conseguirlo).infinita para conseguirlo).


Podríamos creer que en un Podríamos creer que en un acelerador las partículas van acelerador las partículas van cada vez más de prisa. cada vez más de prisa.

A mayor energía, mayor A mayor energía, mayor velocidad, nos susurra nuestro velocidad, nos susurra nuestro sentido común newtoniano. sentido común newtoniano.


En realidad, los aceleradores «En realidad, los aceleradores «aceleran aceleran casi a una velocidad constantecasi a una velocidad constante», es decir, », es decir, que en el sentido newtoniano del término que en el sentido newtoniano del término no aceleran realmente: comunican no aceleran realmente: comunican energía a las partículas, sin que su energía a las partículas, sin que su velocidad aumente notablemente, ya que velocidad aumente notablemente, ya que –prácticamente- van ya casi tan rápido –prácticamente- van ya casi tan rápido como la luz. como la luz.


En definitiva, cuanta más energía En definitiva, cuanta más energía se les da, menos eficazmente se se les da, menos eficazmente se les acelera. les acelera.

Y viva la paradoja, como ya dijo Y viva la paradoja, como ya dijo Zenón de Elea cinco siglos antes Zenón de Elea cinco siglos antes de Jesucristode Jesucristo..


Hablar de los griegos, ¿no es Hablar de los griegos, ¿no es precisamente una buena precisamente una buena forma de evocar los forma de evocar los comienzos de la Física? comienzos de la Física?

De ellos nació en ellos la idea De ellos nació en ellos la idea del átomo.del átomo.

Cuatro son las interaccionesCuatro son las interacciones

Si la fruta cae, si nuestro cuerpo se Si la fruta cae, si nuestro cuerpo se sostiene, y también la mesa, si el sostiene, y también la mesa, si el filamento de la bombilla alumbra y si filamento de la bombilla alumbra y si el sello húmedo se adhiere, es el sello húmedo se adhiere, es porque un juego de fuerzas asegura porque un juego de fuerzas asegura la cohesión de las cosas y organiza la cohesión de las cosas y organiza su movimiento. su movimiento.


Para describir su pequeño mundo, la Física Para describir su pequeño mundo, la Física contemporánea hace intervenir cuatro contemporánea hace intervenir cuatro interacciones consideradas fundamentales: interacciones consideradas fundamentales: la la gravitacióngravitación, por supuesto; la , por supuesto; la interacción interacción electromagnéticaelectromagnética, que se encarga de la , que se encarga de la cohesión de la materia a nuestra escala; la cohesión de la materia a nuestra escala; la interacción débilinteracción débil, que maneja ciertos procesos , que maneja ciertos procesos radiactivos, y finalmente la radiactivos, y finalmente la interacción fuerteinteracción fuerte, , que acabamos de descubrir, y que une los que acabamos de descubrir, y que une los constituyentes de los núcleos.constituyentes de los núcleos.


En Física clásica, una fuerza entre En Física clásica, una fuerza entre dos partículas se transmite en el dos partículas se transmite en el espacio por conducto de campos: un espacio por conducto de campos: un campo, engendrado por una campo, engendrado por una partícula, se propaga y luego actúa partícula, se propaga y luego actúa sobre la otra partícula. sobre la otra partícula.


La teoría cuántica de campos obliga La teoría cuántica de campos obliga a revisar ese concepto. a revisar ese concepto.

Explica primero que para que haya Explica primero que para que haya interacción, tiene que haber interacción, tiene que haber intercambio de algo. intercambio de algo.

Ese algo es un Ese algo es un cuanto de campocuanto de campo, es , es decir una partícula característica de decir una partícula característica de ese campo.ese campo.


De ahí que resulte que una interacción no De ahí que resulte que una interacción no

se ejerza entre dos partículas sino por se ejerza entre dos partículas sino por

intercambiointercambio de una tercera que de una tercera que

««mediatizamediatiza» la interacción. » la interacción.

Propongamos una imagen (por supuesto Propongamos una imagen (por supuesto

falsa, pero no demasiado) de lo que eso falsa, pero no demasiado) de lo que eso

significa.significa.


Imaginemos dos barcas a la deriva en un Imaginemos dos barcas a la deriva en un lago. lago.

El ocupante de cada una de las barcas El ocupante de cada una de las barcas carece de todo tipo de objeto que pudiese carece de todo tipo de objeto que pudiese ayudarle a dirigir su embarcación. ayudarle a dirigir su embarcación.

En concreto, no tiene ni remos ni pagaya, En concreto, no tiene ni remos ni pagaya, y no se divisa a ningún guardacostas en el y no se divisa a ningún guardacostas en el horizonte. horizonte.


Supongamos que las dos barcas se dirigen la Supongamos que las dos barcas se dirigen la una hacia la otra de forma que la colisión parece una hacia la otra de forma que la colisión parece inevitable. inevitable.

¿Inevitable? No del todo. Ya que si uno de los ¿Inevitable? No del todo. Ya que si uno de los ocupantes dispone de un objeto macizo, por ocupantes dispone de un objeto macizo, por ejemplo un balón, y si lo lanza con suficiente ejemplo un balón, y si lo lanza con suficiente fuerza al pasajero del otro barco, el cual se lo fuerza al pasajero del otro barco, el cual se lo vuelve a lanzar y así sucesivamente, las dos vuelve a lanzar y así sucesivamente, las dos embarcaciones se alejan entre sí. embarcaciones se alejan entre sí.

La sucesión de esos tiros ha creado una fuerza La sucesión de esos tiros ha creado una fuerza repulsiva que modifica las trayectorias. repulsiva que modifica las trayectorias.

Ha habido interacción.Ha habido interacción.


En este asunto, el balón ha jugado el papel de En este asunto, el balón ha jugado el papel de ««mediadormediador» de la fuerza. » de la fuerza.

El lenguaje de la teoría de campos prefiere decir El lenguaje de la teoría de campos prefiere decir que es el que es el bosónbosón de referencia de la interacción. de referencia de la interacción.

Pensándolo bien, es precisamente el balón de Pensándolo bien, es precisamente el balón de baloncesto el que determina la dimensión de las baloncesto el que determina la dimensión de las canchas de baloncesto: ésta corresponde canchas de baloncesto: ésta corresponde aproximadamente al alcance de un pase aproximadamente al alcance de un pase (teniendo en cuenta la resistencia del aire).(teniendo en cuenta la resistencia del aire).


Para ser más correcto, conviene situar Para ser más correcto, conviene situar ese resultado en el contexto cuántico, ya ese resultado en el contexto cuántico, ya que vemos que existe un problema: que vemos que existe un problema: el el proceso de intercambio del balón no proceso de intercambio del balón no respeta la ley de la conservación de la respeta la ley de la conservación de la energía. energía.

En efecto, la partícula que emite el balón En efecto, la partícula que emite el balón conserva su energía al mismo tiempo que conserva su energía al mismo tiempo que la transmite al balón que “sale” de ella. la transmite al balón que “sale” de ella.


Dicho de otro modo, si la Dicho de otro modo, si la energía se conserva energía se conserva efectivamente, una partícula efectivamente, una partícula no debería poder no debería poder desintegrarse en sí misma y desintegrarse en sí misma y en otra. en otra.


En realidad, ese proceso es tolerado por En realidad, ese proceso es tolerado por la la mecánica cuánticamecánica cuántica, pero a condición de , pero a condición de que no lleve demasiado tiempo: el plazo que no lleve demasiado tiempo: el plazo acordado para restituir la energía acordado para restituir la energía “tomada” por el balón es tanto más corto “tomada” por el balón es tanto más corto cuanto más elevada es la masa de este cuanto más elevada es la masa de este último. último.

Si es pasado, no tiene tiempo de llegar Si es pasado, no tiene tiempo de llegar lejos, y el lejos, y el alcance de la fuerza es cortoalcance de la fuerza es corto..


Eso no es todo. Eso no es todo. La intensidad de una interacción se La intensidad de una interacción se

caracteriza por lo que llamamos una caracteriza por lo que llamamos una constante de acoplamientoconstante de acoplamiento, abreviada , abreviada (no tiene nada que ver con la partícula del (no tiene nada que ver con la partícula del mismo nombre). mismo nombre).


Es un número sin dimensiones Es un número sin dimensiones (es decir, un número puro, que no (es decir, un número puro, que no tiene unidad) que mide la eficacia tiene unidad) que mide la eficacia relativa de la interacción. relativa de la interacción.

Es tanto mayor cuanto más Es tanto mayor cuanto más intensa es la fuerza en cuestión.intensa es la fuerza en cuestión.


Una última observación a propósito de las Una última observación a propósito de las interacciones. interacciones.

Hemos dicho que son el origen de la Hemos dicho que son el origen de la cohesión de la materia, pero no es lo cohesión de la materia, pero no es lo único que hacen: esas mismas fuerzas único que hacen: esas mismas fuerzas rigen también los procesos de rigen también los procesos de transformación de las partículas en otras transformación de las partículas en otras más ligeras. más ligeras.


Cuando una partícula Cuando una partícula inestable se desintegra, es inestable se desintegra, es por efecto de una de las por efecto de una de las interacciones de las que interacciones de las que hemos hablado. hemos hablado.


Cuanto mayor es la intensidad de la Cuanto mayor es la intensidad de la interacción que está en juego, más interacción que está en juego, más probable es la desintegración, y por tanto probable es la desintegración, y por tanto más corta es la duración de la partícula más corta es la duración de la partícula «víctima» de la interacción.«víctima» de la interacción.

Para presentarlas mejor, clasifiquemos las Para presentarlas mejor, clasifiquemos las interacciones por orden de notoriedad interacciones por orden de notoriedad decreciente.decreciente.

La gravitaciónLa gravitaciónCada vez que nos sentimos a gusto Cada vez que nos sentimos a gusto

sentados, debemos agradecérselo a la sentados, debemos agradecérselo a la gravitación. gravitación.

Es ella la que nos mantiene en la silla. Es ella la que nos mantiene en la silla. Más generalmente, rige numerosos Más generalmente, rige numerosos

aspectos de nuestra vida cotidiana, desde aspectos de nuestra vida cotidiana, desde la caída de los cuerpos hasta el la caída de los cuerpos hasta el movimiento de los planetas. movimiento de los planetas.

La gravitaciónLa gravitaciónSin embargo, su intensidad es Sin embargo, su intensidad es

incomparablemente más débil que la incomparablemente más débil que la de las demás interacciones (su de las demás interacciones (su constante de acoplamiento es del constante de acoplamiento es del orden de 10orden de 10-38-38), de tal forma que se la ), de tal forma que se la puede desdeñar respecto a las puede desdeñar respecto a las energías que entran en juego en la energías que entran en juego en la Física de las partículas.Física de las partículas.

La gravitaciónLa gravitación

Harían falta unas energías Harían falta unas energías cien mil billones de veces más cien mil billones de veces más fuertes que las del LEP para fuertes que las del LEP para que la gravitación se hiciese que la gravitación se hiciese comparable a la interacción comparable a la interacción electromagnética. electromagnética.


Si dispusiéramos de partículas Si dispusiéramos de partículas tan energéticas (tan energéticas (10101919 GeV GeV), ), podríamos observar unos detalles podríamos observar unos detalles de de 1010-33-33 cm cm ( (longitud de Plancklongitud de Planck), ), escala en que la gravitación se escala en que la gravitación se vuelve dominante.vuelve dominante.


Todas las partículas son Todas las partículas son sensibles a la gravitación, sensibles a la gravitación, incluidos los incluidos los fotonesfotones, que sin , que sin embargo no tienen masa (los embargo no tienen masa (los rayos luminosos son rayos luminosos son desviados por el Sol).desviados por el Sol).


La La interacción gravitatoriainteracción gravitatoria es siempre atractiva y de es siempre atractiva y de alcance infinito (su fuerza alcance infinito (su fuerza decrece de forma decrece de forma inversamente proporcional al inversamente proporcional al cuadrado de la distancia). cuadrado de la distancia).

La gravitaciónLa gravitaciónAcabamos de decir que, para que se Acabamos de decir que, para que se

manifieste, hacen falta unas condiciones manifieste, hacen falta unas condiciones excepcionales, como los primeros excepcionales, como los primeros instantes del instantes del big bangbig bang, en que la densidad , en que la densidad de energía era muy elevada, o bien (lo de energía era muy elevada, o bien (lo que viene a ser lo mismo) unas escalas que viene a ser lo mismo) unas escalas muy pequeñas de longitud (muy pequeñas de longitud (1010-33-33 cm cm). ).

¿Cómo es posible entonces que sea tan ¿Cómo es posible entonces que sea tan importante para nosotros? importante para nosotros?

La gravitaciónLa gravitaciónSe debe a que, al ser siempre atractiva, la Se debe a que, al ser siempre atractiva, la

fuerza gravitatoria es acumulativa: es fuerza gravitatoria es acumulativa: es

proporcional al número de partículas en proporcional al número de partículas en

juego. juego.

De ahí que, aunque muy débil a escala de De ahí que, aunque muy débil a escala de

las partículas, esa fuerza se vuelva las partículas, esa fuerza se vuelva

preponderante a escala macroscópica.preponderante a escala macroscópica.

La gravitaciónLa gravitaciónLas interacciones electromagnéticas no Las interacciones electromagnéticas no

tienen esa propiedad: no se acumulan tan tienen esa propiedad: no se acumulan tan eficazmente. eficazmente.

Son a veces atractivas y a veces Son a veces atractivas y a veces repulsivas (según el signo de las cargas repulsivas (según el signo de las cargas presentes), de tal forma que la neutralidad presentes), de tal forma que la neutralidad eléctrica de la materia anula sus efectos a eléctrica de la materia anula sus efectos a larga distancia.larga distancia.

La gravitaciónLa gravitación Un objeto compacto de masa débil está Un objeto compacto de masa débil está

dominado por la interacción electromagnética. dominado por la interacción electromagnética. Por eso puede tener cualquier forma: mesa, Por eso puede tener cualquier forma: mesa,

botella, bicicleta... botella, bicicleta... Pero cuando la cantidad de materia en juego Pero cuando la cantidad de materia en juego

rebasa cierto límite, las fuerzas de gravitación rebasa cierto límite, las fuerzas de gravitación terminan prevaleciendo sobre las fuerzas terminan prevaleciendo sobre las fuerzas eléctricas, y el objeto en cuestión eléctricas, y el objeto en cuestión sólo puede sólo puede existir en forma más o menos esféricaexistir en forma más o menos esférica. .

La gravitaciónLa gravitaciónPor eso los planetas y las estrellas Por eso los planetas y las estrellas

sólo pueden ser redondos, mientras sólo pueden ser redondos, mientras que los asteroides con menos de que los asteroides con menos de

300 km de radio300 km de radio tienen todavía tienen todavía derecho a tener bollos y bultos. derecho a tener bollos y bultos.

Lo lamentemos o no, no existe un Sol Lo lamentemos o no, no existe un Sol cúbico.cúbico.


Que haya tantos astros Que haya tantos astros orondos en el cielo es culpa orondos en el cielo es culpa de la gravitación.de la gravitación.

El supuesto mediador de la El supuesto mediador de la gravitación se llama el gravitación se llama el gravitón.gravitón.

La gravitaciónLa gravitaciónEn tanto que balón con una En tanto que balón con una

fuerza de alcance infinita, tiene fuerza de alcance infinita, tiene necesariamente una masa nula. necesariamente una masa nula.

Todavía no ha sido descubierto. Todavía no ha sido descubierto. Pero sus efectos son tan Pero sus efectos son tan

minúsculos, y tan numerosos los minúsculos, y tan numerosos los parásitos...parásitos...

La interacción electromagnéticaLa interacción electromagnética

Es la que mejor se comprende de las Es la que mejor se comprende de las cuatro interacciones. cuatro interacciones.

Presenta ciertas analogías con la Presenta ciertas analogías con la interacción gravitatoria, que al igual interacción gravitatoria, que al igual que ella tiene un alcance infinito. que ella tiene un alcance infinito.

La teoría del electromagnetismo se La teoría del electromagnetismo se llama llama electrodinámica cuánticaelectrodinámica cuántica. .


Comprobada con extraordinaria Comprobada con extraordinaria precisión, goza de toda la confianza precisión, goza de toda la confianza de los físicos.de los físicos.

Explica que la interacción Explica que la interacción electromagnética es el resultado del electromagnética es el resultado del intercambio de intercambio de fotones virtualesfotones virtuales, , imposibles de detectar como tales. imposibles de detectar como tales.


Todas las partículas Todas las partículas cargadas o provistas, como cargadas o provistas, como el neutrón, de un pequeño el neutrón, de un pequeño imán (un «imán (un «momento momento magnéticomagnético») están ») están sometidas a su ley.sometidas a su ley.


Las fuerzas electromagnéticas Las fuerzas electromagnéticas pueden tener efectos muy sutiles. pueden tener efectos muy sutiles.

Por ejemplo, entre los átomos o Por ejemplo, entre los átomos o las moléculas existen fuerzas que las moléculas existen fuerzas que son en general atractivas, aunque son en general atractivas, aunque se trate de cuerpos se trate de cuerpos eléctricamente neutros. eléctricamente neutros.


Esas fuerzas, llamadas de Esas fuerzas, llamadas de Van Van der Waalsder Waals, son el resultado de la , son el resultado de la combinación de las atracciones y combinación de las atracciones y las repulsiones eléctricas, que no las repulsiones eléctricas, que no siempre se compensan siempre se compensan exactamente.exactamente.


Anteriormente, la electricidad y el Anteriormente, la electricidad y el

magnetismo estaban conceptualmente magnetismo estaban conceptualmente

separados, y hacía falta una sarta de separados, y hacía falta una sarta de

leyes para describir sus efectos. leyes para describir sus efectos.

Pero sabemos desde el siglo XIX que el Pero sabemos desde el siglo XIX que el

magnetismo es un efecto que proviene del magnetismo es un efecto que proviene del

movimiento de las cargas... eléctricasmovimiento de las cargas... eléctricas. .


Esta correspondencia hace, por ejemplo, que Esta correspondencia hace, por ejemplo, que una brújula sea perturbada por los relámpagos una brújula sea perturbada por los relámpagos de una tormenta. de una tormenta.

Maxwell pudo escribir la ecuación que resume la Maxwell pudo escribir la ecuación que resume la integridad de los fenómenos electromagnéticos integridad de los fenómenos electromagnéticos prediciendo al mismo tiempo que la luz es una prediciendo al mismo tiempo que la luz es una sacudida electromagnética. sacudida electromagnética.

Esta ecuación sigue siendo hoy una maravilla Esta ecuación sigue siendo hoy una maravilla de economía intelectual para quienes sólo de economía intelectual para quienes sólo tienen que aplicarla.tienen que aplicarla.


La constante de acoplamiento del La constante de acoplamiento del electromagnetismo electromagnetismo vale vale 1/1371/137. .

De forma general, una constante De forma general, una constante de acoplamiento mide la de acoplamiento mide la proporción en la que son proporción en la que son modificados, debido a la modificados, debido a la interacción, los tamaños físicos. interacción, los tamaños físicos.


Comprobémoslo aquí, tomando por Comprobémoslo aquí, tomando por ejemplo una familia de partículas ejemplo una familia de partículas llamadas llamadas pionespiones. Intuidos por . Intuidos por primera vez en primera vez en 19371937 por un teórico por un teórico japonés, japonés, Hideki YukawaHideki Yukawa, para , para explicar la interacción nuclear, fueron explicar la interacción nuclear, fueron detectados tras la Segunda Guerra detectados tras la Segunda Guerra Mundial en la Mundial en la radiación cósmicaradiación cósmica. .


La familia de los La familia de los pionespiones se compone se compone de tres miembros (todos ellos de tres miembros (todos ellos inestables), correspondiendo cada inestables), correspondiendo cada uno de ellos a un estado de carga uno de ellos a un estado de carga eléctrica. eléctrica.

Son el Son el ππ++,, el el ππ-- y el y el ππoo. . Por lo demás, todas sus propiedades Por lo demás, todas sus propiedades

físicas son idénticas.físicas son idénticas.


Podría pensarse que la masa del Podría pensarse que la masa del ππ++ (y del (y del ππ--) es ) es rigurosamente igual a la del rigurosamente igual a la del ππoo, pero eso sería , pero eso sería olvidar que el olvidar que el ππ++ lleva una carga que crea un lleva una carga que crea un campo eléctrico y que la energía propia de ese campo eléctrico y que la energía propia de ese campo contribuye a su masa. campo contribuye a su masa.

Este efecto, de origen puramente Este efecto, de origen puramente electromagnético, no afecta al electromagnético, no afecta al ππoo, ya que este , ya que este último es eléctricamente neutro (no crea ningún último es eléctricamente neutro (no crea ningún campo eléctrico).campo eléctrico).


La medida de las masas del πLa medida de las masas del π++ y del π y del πoo es es igual a 139,5 MeV/cigual a 139,5 MeV/c22 y 134,9 MeV/c y 134,9 MeV/c22 respectivamente. respectivamente.

La diferencia relativa de estas masas.La diferencia relativa de estas masas.

es del orden del tamaño de la constante es del orden del tamaño de la constante de acoplamiento de acoplamiento ..

67,40341,09,134

9,1345,139


Dicho de otra forma, si un Dicho de otra forma, si un

demonio pudiese «demonio pudiese «desenchufardesenchufar» »

la interacción electromagnética la interacción electromagnética

apretando un botón, la masa de apretando un botón, la masa de

todos los todos los pionespiones se volvería se volvería

inmediatamente idéntica. inmediatamente idéntica.


Como no existe un demonio de esos, la Como no existe un demonio de esos, la interacción electromagnética está interacción electromagnética está constantemente «enchufada» y tiene como constantemente «enchufada» y tiene como efecto aumentar la masa de los piones efecto aumentar la masa de los piones cargados, en proporción a su cargados, en proporción a su constante de constante de acoplamiento. acoplamiento.

Aprovechemos este ejemplo para hacer una Aprovechemos este ejemplo para hacer una observación a propósito de la unidad con la que observación a propósito de la unidad con la que se mide la masa de una partícula. se mide la masa de una partícula.


En virtud de la equivalencia de esta última En virtud de la equivalencia de esta última con la energía (con la energía (E = mcE = mc22, una vez más), se , una vez más), se la puede medir mediante una energía la puede medir mediante una energía dividida por el cuadrado de la velocidad de dividida por el cuadrado de la velocidad de la luz, por ejemplo la luz, por ejemplo MeV/cMeV/c22, como , como acabamos de hacer respecto a los piones. acabamos de hacer respecto a los piones.

Pero muy a menudo se la expresa Pero muy a menudo se la expresa directamente en unidad de energía (directamente en unidad de energía (MeVMeV), ), sin ocuparse de dividir por sin ocuparse de dividir por cc22. .


No es por simple pereza, ya que ello equivale No es por simple pereza, ya que ello equivale simplemente a tomar la celeridad de la luz como simplemente a tomar la celeridad de la luz como unidad de medida de las velocidades (unidad de medida de las velocidades (c = 1c = 1), ), elección que no es nada estúpida cuando se elección que no es nada estúpida cuando se trata de partículas. trata de partículas.

Expresada en esa unidad, toda velocidad de Expresada en esa unidad, toda velocidad de partícula es necesariamente inferior o igual a 1, partícula es necesariamente inferior o igual a 1, ya que una partícula no puede ir más rápido que ya que una partícula no puede ir más rápido que la luz.la luz.

La interacción fuerteLa interacción fuerte

La La constante de acoplamientoconstante de acoplamiento de la de la interacción fuerte justifica por sí sola su interacción fuerte justifica por sí sola su robusta denominación. robusta denominación.

Es del orden de 1, lo cual significa que Es del orden de 1, lo cual significa que esa interacción modifica las propiedades esa interacción modifica las propiedades de las partículas a un nivel comparable al de las partículas a un nivel comparable al valor que tendrían si no hubiese... valor que tendrían si no hubiese... ¡interacción fuerte! ¡interacción fuerte!


Otra forma de darse cuenta de la Otra forma de darse cuenta de la

intensidad de esta interacción es intensidad de esta interacción es

el tiempo sumamente corto que el tiempo sumamente corto que

tarda en manifestarse: es del tarda en manifestarse: es del

orden de orden de 1010-23-23 s s, y a veces , y a veces

todavía más corto. todavía más corto.


Es el tiempo que tardan, por ejemplo, Es el tiempo que tardan, por ejemplo, algunas partículas inestables, las algunas partículas inestables, las resonanciasresonancias (tales como las partículas (tales como las partículas ), para desintegrarse en otras ), para desintegrarse en otras partículas más ligeras. partículas más ligeras.

No se conocen en la naturaleza otros No se conocen en la naturaleza otros fenómenos tan presurosos como esos por fenómenos tan presurosos como esos por consumarse.consumarse.


Al ser muy corto el alcance de la Al ser muy corto el alcance de la interacción fuerte, alrededor de interacción fuerte, alrededor de un fermioun fermio, , sólo influye en las partículas que están en sólo influye en las partículas que están en el interior del núcleo. el interior del núcleo.

Por eso esa fuerza es de una apariencia Por eso esa fuerza es de una apariencia tan discreta a nuestra escala. tan discreta a nuestra escala.

De hecho, hubo que esperar al siglo XX De hecho, hubo que esperar al siglo XX para descubrirla.para descubrirla.


Todas las partículas de materia no están Todas las partículas de materia no están sometidas a la interacción fuerte. sometidas a la interacción fuerte.

Las que son sensibles a ella se Las que son sensibles a ella se llaman los llaman los hadroneshadrones, las otras se , las otras se llaman llaman leptonesleptones. .

Una partícula de materia no tiene otra Una partícula de materia no tiene otra alternativa que ser un hadrón o un alternativa que ser un hadrón o un leptónleptón..


Hoy día se piensa que las Hoy día se piensa que las interacciones entre nucleones son interacciones entre nucleones son la manifestación de interacciones la manifestación de interacciones más fundamentales entre más fundamentales entre cuarkscuarks, , las partículas que componen los las partículas que componen los hadroneshadrones. .


Al igual que la carga eléctrica da origen a Al igual que la carga eléctrica da origen a

la fuerza eléctrica, la la fuerza eléctrica, la carga de carga de colorcolor daría daría

origen a esa origen a esa interacción fuerteinteracción fuerte. .

Pero cuidado, decir que los Pero cuidado, decir que los cuarkscuarks llevan llevan

una carga de color no significa que sean una carga de color no significa que sean

realmente de colores verde, amarillo o realmente de colores verde, amarillo o

rojo, como las bolas de billar. rojo, como las bolas de billar.


Es simplemente una forma Es simplemente una forma

analógica de designar una analógica de designar una

especie de etiqueta que llevan, a especie de etiqueta que llevan, a

la que se ha llamado «la que se ha llamado «colorcolor» por » por

razones que veremos más razones que veremos más

adelante. adelante.


La interacción fuerte es La interacción fuerte es transmitida por unas partículas de transmitida por unas partículas de interacción, los interacción, los gluonesgluones, cuyo , cuyo nombre proviene del hecho de nombre proviene del hecho de que los que los cuarkscuarks permanecen permanecen ««pegadospegados» unos a otros cuando » unos a otros cuando se les intenta separar. se les intenta separar.


Los cuarks no se pueden aislar Los cuarks no se pueden aislar en estado libre: permanecen en estado libre: permanecen ««confinadosconfinados» en el interior de » en el interior de los los hadroneshadrones, lo cual le resta , lo cual le resta algo de sentido a la noción de algo de sentido a la noción de alcance de las fuerzas.alcance de las fuerzas.


La teoría de la interacción fuerte se La teoría de la interacción fuerte se llama llama cromodinámica cuánticacromodinámica cuántica, por , por alusión a la carga de color que alusión a la carga de color que evocábamos antes. evocábamos antes.

Sus cálculos son sumamente Sus cálculos son sumamente complejos, en particular debido a la complejos, en particular debido a la magnitud de la constante de magnitud de la constante de acoplamiento. acoplamiento.


Lo son algo menos con alta energía, ya que Lo son algo menos con alta energía, ya que entonces la constante de acoplamiento entonces la constante de acoplamiento disminuye (¡Ah, pero esa constante varía! Estos disminuye (¡Ah, pero esa constante varía! Estos físicos...) físicos...)

Dichos cálculos requieren la ayuda de Dichos cálculos requieren la ayuda de ordenadores muy potentes, tan potentes que a ordenadores muy potentes, tan potentes que a veces a uno le vienen ganas de pensar que la veces a uno le vienen ganas de pensar que la interacción fuerte es demasiado complicada interacción fuerte es demasiado complicada para la mente humana. para la mente humana.

Y aunque no sea cierto, al menos desacompleja.Y aunque no sea cierto, al menos desacompleja.

La interacción débilLa interacción débil

Se la presenta a menudo como la Se la presenta a menudo como la responsable de la responsable de la radiactividad βradiactividad β, el , el fenómeno por el cual el neutrón se fenómeno por el cual el neutrón se desintegra en un protón y otras partículas. desintegra en un protón y otras partículas. Inicia las reacciones termonucleares que Inicia las reacciones termonucleares que permiten a nuestro Sol (y a todas las permiten a nuestro Sol (y a todas las estrellas) producir la energía que nos da estrellas) producir la energía que nos da vida, y ello durante mucho tiempo, vida, y ello durante mucho tiempo, precisamente porque precisamente porque la interacción débil la interacción débil es ... débil.es ... débil.


La constante de acoplamiento débil es La constante de acoplamiento débil es unas diez mil veces menos elevada que la unas diez mil veces menos elevada que la de la interacción electromagnética, de ahí de la interacción electromagnética, de ahí su nombre. su nombre.

Al ser su alcance también muy corto (una Al ser su alcance también muy corto (una milésima de fermio), es prácticamente una milésima de fermio), es prácticamente una interacción de contacto, algo así como el interacción de contacto, algo así como el pegamento.pegamento.


Los tiempos característicos de esta Los tiempos característicos de esta interacción, necesarios para su plena interacción, necesarios para su plena manifestación, son mucho más largos que manifestación, son mucho más largos que los de las interacciones electromagnéticas los de las interacciones electromagnéticas o fuertes: hacen falta unos o fuertes: hacen falta unos nanosegundosnanosegundos para que el para que el ππ++ se desintegre por se desintegre por interacción débil, pero sólo interacción débil, pero sólo 1010-16-16 segundos segundos para que el para que el ππoo haga lo mismo haga lo mismo electromagnéticamente. electromagnéticamente.


Esta diferencia hace que la Esta diferencia hace que la interacción débilinteracción débil sea transmitida por sea transmitida por unas partículas macizas (unas 80 unas partículas macizas (unas 80 veces más pesadas que el protón) veces más pesadas que el protón) que se llaman que se llaman los bosoneslos bosones intermediarios: son los intermediarios: son los WW++, W, W-- y y Z Zoo, , descubiertas en el descubiertas en el CERNCERN en en 19831983. .


La existencia de esas tres partículas con La existencia de esas tres partículas con una duración de vida muy corta (una duración de vida muy corta (1010-25-25 s s en en cuanto al cuanto al ZZoo) había sido anticipada unos ) había sido anticipada unos años antes por una teoría audaz que años antes por una teoría audaz que unificaba las interacciones unificaba las interacciones electromagnética y débil (de la misma electromagnética y débil (de la misma manera que la unificación de la manera que la unificación de la electricidad y el magnetismo había hecho electricidad y el magnetismo había hecho necesaria la onda electromagnética). necesaria la onda electromagnética).


Teoría audaz, ya que las Teoría audaz, ya que las interacciones débiles y las interacciones débiles y las electromagnéticas son tan diferentes electromagnéticas son tan diferentes de las energías ordinarias que había de las energías ordinarias que había que ser tremendamente optimista que ser tremendamente optimista para esperar unificarlas. para esperar unificarlas.

Y sin embargo, funcionó.Y sin embargo, funcionó.


La teoría de la interacción La teoría de la interacción electromagnética existe. electromagnética existe.

Sus principios oficializan el Sus principios oficializan el matrimonio, en apariencia contra matrimonio, en apariencia contra natura, de los natura, de los bosones intermediariosbosones intermediarios de masa elevada y del de masa elevada y del fotónfotón, que sin , que sin embargo no da la talla. embargo no da la talla.


Fue perfectamente Fue perfectamente confirmada por la confirmada por la experiencia, al menos con experiencia, al menos con la energía accesible en las la energía accesible en las máquinas más grandes máquinas más grandes (100 GeV). (100 GeV).


A unas distancias del orden de A unas distancias del orden de

los los 1010-18-18 metros metros, aquellas que son , aquellas que son

precisamente exploradas por el precisamente exploradas por el

LEPLEP, los efectos de las fuerzas , los efectos de las fuerzas

electromagnética y débil son electromagnética y débil son

comparables. comparables.


Pero a baja energía la diferencia de Pero a baja energía la diferencia de masa entre el masa entre el fotónfotón y los y los bosones bosones intermediariosintermediarios es tal que no se es tal que no se pueden ni comparar las dos pueden ni comparar las dos interacciones (cosa por cierto interacciones (cosa por cierto afortunada, ya que la teoría afortunada, ya que la teoría electrodébil no es nada simple.electrodébil no es nada simple.


Excéntrica por naturaleza, la Excéntrica por naturaleza, la interacción débil gusta de hacerse interacción débil gusta de hacerse notar. notar.

Es así como se niega a obedecer a Es así como se niega a obedecer a ciertas simetrías elementales que sus ciertas simetrías elementales que sus compañeras respetan compañeras respetan escrupulosamente, por ejemplo la escrupulosamente, por ejemplo la simetría por paridadsimetría por paridad. .


Todos comprendemos bien Todos comprendemos bien que la imagen en un espejo de que la imagen en un espejo de una experiencia de física no una experiencia de física no es idéntica a la propia es idéntica a la propia experiencia: experiencia: la izquierda y la la izquierda y la derecha están invertidasderecha están invertidas. .


Pero los físicos creyeron Pero los físicos creyeron durante mucho tiempo que durante mucho tiempo que esa imagen correspondía esa imagen correspondía también a una experiencia de también a una experiencia de física, realizable al igual que la física, realizable al igual que la otra en el laboratorio. otra en el laboratorio.


Dicho de otro modo, no se Dicho de otro modo, no se cambia el mundo contemplándolo cambia el mundo contemplándolo en un espejo, ya que la física, en un espejo, ya que la física, según creían, no sabe distinguir según creían, no sabe distinguir la derecha de la izquierda (cosa la derecha de la izquierda (cosa que en sí no es muy grave, ya que en sí no es muy grave, ya que no tiene que conducir). que no tiene que conducir).


Por ejemplo, si un haz láser se Por ejemplo, si un haz láser se propaga hacia un espejo, propaga hacia un espejo, perpendicularmente a su superficie, perpendicularmente a su superficie, la imagen reflejo de ese haz la imagen reflejo de ese haz representará un haz láser que se representará un haz láser que se propaga en sentido inverso al del propaga en sentido inverso al del verdadero haz láser. verdadero haz láser.


Para reproducir realmente Para reproducir realmente

esa imagen, basta con darle esa imagen, basta con darle

la vuelta al láser en el la vuelta al láser en el

laboratorio y ya está hecho laboratorio y ya está hecho

el truco. el truco.


Es esta invariabilidad de la Es esta invariabilidad de la

física por reflexión en un física por reflexión en un

espejo lo que los físicos espejo lo que los físicos

llaman la llaman la conservación de la conservación de la

paridad. paridad.


Para su gran sorpresa, en Para su gran sorpresa, en 1957 1957 descubrieron que esa regla no es descubrieron que esa regla no es respetada por la interacción débil. respetada por la interacción débil.

La imagen en un espejo de un La imagen en un espejo de un proceso regido por esa interacción proceso regido por esa interacción no se puede realizar tal cual en un no se puede realizar tal cual en un laboratorio (o en la naturaleza). laboratorio (o en la naturaleza).


Decimos que Decimos que la interacción la interacción débildébil « «viola la conservación de viola la conservación de la paridadla paridad» o «» o «rompe la rompe la simetría Psimetría P» »

Veremos más adelante que Veremos más adelante que hace otras cosas mucho hace otras cosas mucho peores. peores.

Desintegración de un ZDesintegración de un Zoo: El Z: El Zoo puede desintegrarse de varias maneras, puede desintegrarse de varias maneras, por ejemplo en un par formado por un quark y un antiquark. Ni el quark ni el por ejemplo en un par formado por un quark y un antiquark. Ni el quark ni el antiquark son capaces de propagarse libremente en el vacío, por lo que antiquark son capaces de propagarse libremente en el vacío, por lo que cada uno de ellos produce un chorro de hadrones, del que se ven aquí las cada uno de ellos produce un chorro de hadrones, del que se ven aquí las trazas. Las trayectorias menos curvadas (por el campo magnético) trazas. Las trayectorias menos curvadas (por el campo magnético) corresponden a los hadrones más energéticos.corresponden a los hadrones más energéticos.

La fuerza hace la uniónLa fuerza hace la unión

El haber podido reducir la El haber podido reducir la descripción del mundo físico descripción del mundo físico conocido a un juego de fuerzas conocido a un juego de fuerzas tan limitado (cuatro) es ya en sí tan limitado (cuatro) es ya en sí una proeza. una proeza.

Pero los teóricos no quisieran Pero los teóricos no quisieran detenerse ahí. detenerse ahí.


Como inspirados por Balzac, para quien Como inspirados por Balzac, para quien ««la unidad es la más simple expresión del la unidad es la más simple expresión del ordenorden», han soñado con unificar la », han soñado con unificar la descripción del Universo físico.descripción del Universo físico.

Las constantes de acoplamiento de las Las constantes de acoplamiento de las cuatro interacciones varían según la cuatro interacciones varían según la energía aplicada, de tal manera que existe energía aplicada, de tal manera que existe una escala de energía en la que se una escala de energía en la que se vuelven comparables. vuelven comparables.


De ahí la esperanza de que a De ahí la esperanza de que a partir de los principios que partir de los principios que determinan la forma de actuar de determinan la forma de actuar de esas fuerzas se pueda construir esas fuerzas se pueda construir una teoría en la que cada una de una teoría en la que cada una de ellas aparezca como una faceta ellas aparezca como una faceta de una fuerza única. de una fuerza única.


Sólo el futuro dirá si ese sueño es Sólo el futuro dirá si ese sueño es

una promesa o una quimera (¡no una promesa o una quimera (¡no

unificaremos las fuerzas a la fuerza!). unificaremos las fuerzas a la fuerza!).

Mientras tanto, los físicos gastan Mientras tanto, los físicos gastan

mucha energía, y no sólo intelectual, mucha energía, y no sólo intelectual,

para intentar alcanzarlo.para intentar alcanzarlo.


Esta búsqueda de unidad, Esta búsqueda de unidad,

incompleta, ha hecho germinar un incompleta, ha hecho germinar un

número abismal de ideas de todo número abismal de ideas de todo

tipo, de las que muchas han tipo, de las que muchas han

pasado a la historia bajo el signo pasado a la historia bajo el signo

negativo. negativo.


Pero al mismo tiempo ha superado etapas Pero al mismo tiempo ha superado etapas decisivas, desde la manzana que le cayó decisivas, desde la manzana que le cayó en la cabeza a Newton hasta el en la cabeza a Newton hasta el descubrimiento reciente de los quarks, descubrimiento reciente de los quarks, pasando por la relatividad de Einstein, que pasando por la relatividad de Einstein, que unifica las descripciones físicas del unifica las descripciones físicas del espacio y del tiempo, y también las de la espacio y del tiempo, y también las de la energía y la masa. energía y la masa.


El deseo de expresar de manera El deseo de expresar de manera sintética las leyes fundamentales sintética las leyes fundamentales es un principio motor de la física es un principio motor de la física (y de la ciencia en general), (y de la ciencia en general), aunque no se haya visto aunque no se haya visto sistemáticamente coronado por el sistemáticamente coronado por el éxito.éxito.


Pues no basta con ir a lo simple para Pues no basta con ir a lo simple para llegar a lo verdadero. llegar a lo verdadero.

La luz, por sólo citarla a ella, no tiene la La luz, por sólo citarla a ella, no tiene la sencillez original que el lenguaje parece sencillez original que el lenguaje parece prestarle. prestarle.

No hay ninguna razón No hay ninguna razón a prioria priori para para santificar la unión en sí. santificar la unión en sí.


Sin embargo, Galileo, Newton, Maxwell, Sin embargo, Galileo, Newton, Maxwell, Einstein, tenían el «furor de unificar». Einstein, tenían el «furor de unificar».

Hasta el punto de que no se podría Hasta el punto de que no se podría concebir una física que no se apoyara en concebir una física que no se apoyara en ese planteamiento, al menos en sus ese planteamiento, al menos en sus objetivos finales. objetivos finales.

Por otra parte, ¿qué podría decirse de una Por otra parte, ¿qué podría decirse de una ciencia que sólo tratara los particular y lo ciencia que sólo tratara los particular y lo local?local?


Sólo hemos hablado de la Sólo hemos hablado de la unificación unificación electrodébil,electrodébil, que fue una primera etapa decisiva, que fue una primera etapa decisiva, pero ahora son las cuatro interacciones las que pero ahora son las cuatro interacciones las que han sido fundidas en un mismo molde teórico, han sido fundidas en un mismo molde teórico, sustentado en el sustentado en el principio de la invariancia principio de la invariancia gaugegauge[1[1]]. .

______________________________ [1][1] Juego de palabras con la expresión francesa Juego de palabras con la expresión francesa

invariante de invariante de jaugejauge;; jauge jauge es en francés el es en francés el indicador de nivel de aceite de los coches.indicador de nivel de aceite de los coches.


Esta denominación exige una Esta denominación exige una

advertencia a los fanáticos de la advertencia a los fanáticos de la

mecánica: decir de una teoría que mecánica: decir de una teoría que

es es invariante gaugeinvariante gauge no significa no significa

que su nivel de aceite sea que su nivel de aceite sea

constante... constante...


Veremos que en realidad la Veremos que en realidad la invariacncia gaugeinvariacncia gauge propone una propone una interpretación elegante y fecunda de interpretación elegante y fecunda de las fuerzas de la naturaleza, y con las fuerzas de la naturaleza, y con ella es con la que cuentan los ella es con la que cuentan los teóricos para unificar las cuatro teóricos para unificar las cuatro interacciones.interacciones.

Fermión o bosón: el reparto de papelesFermión o bosón: el reparto de papeles

La física cuántica ha modificado La física cuántica ha modificado nuestro concepto de las partículas nuestro concepto de las partículas individuales. individuales.

Pero eso no es todo: también ha Pero eso no es todo: también ha revolucionado nuestra comprensión revolucionado nuestra comprensión de los sistemas compuestos de un de los sistemas compuestos de un gran número de partículas idénticas.gran número de partículas idénticas.


Según la concepción clásica, la identidad Según la concepción clásica, la identidad de las moléculas de un gas, por ejemplo, de las moléculas de un gas, por ejemplo, no impide la identificación propia de cada no impide la identificación propia de cada molécula: se puede conocer lo que molécula: se puede conocer lo que sucede con cada una de ellas siguiendo sucede con cada una de ellas siguiendo su trayectoria. su trayectoria.

Ahora bien, Ahora bien, la noción de trayectoria ya no la noción de trayectoria ya no tiene sentido en física cuánticatiene sentido en física cuántica. .


Ya no es posible, en un conjunto de partículas Ya no es posible, en un conjunto de partículas idénticas, seguirlas individualmente e identificar idénticas, seguirlas individualmente e identificar sus destinos particulares. sus destinos particulares.

Ya que el sistema sólo existe de forma colectiva, Ya que el sistema sólo existe de forma colectiva, el conocimiento del estado global de un conjunto el conocimiento del estado global de un conjunto de partículas no permite atribuir un estado de partículas no permite atribuir un estado definido a cada partícula. definido a cada partícula.

Es en cierta forma como si todas las partículas a Es en cierta forma como si todas las partículas a la vez ocupasen todos los estados individuales, la vez ocupasen todos los estados individuales, de forma comunitaria e inseparable.de forma comunitaria e inseparable.


El formalismo cuántico distingue dos tipos de El formalismo cuántico distingue dos tipos de partículas (en sentido amplio: átomos, partículas partículas (en sentido amplio: átomos, partículas compuestas, partículas elementales, ...) que compuestas, partículas elementales, ...) que describiremos de forma abusivamente describiremos de forma abusivamente antropocéntrica: por un lado las partículas más antropocéntrica: por un lado las partículas más bien solitarias, que se llaman bien solitarias, que se llaman fermionesfermiones, y por , y por otro las partículas sin mucha personalidad, otro las partículas sin mucha personalidad, ávidas de aglomeraciones, llamadas ávidas de aglomeraciones, llamadas bosonesbosones. .

Toda partícula debe elegir su bando, Toda partícula debe elegir su bando, definitivamente: es o bien un definitivamente: es o bien un fermiónfermión, o bien un , o bien un bosónbosón..


Los Los fermionesfermiones son individualistas y asociales. son individualistas y asociales.

Obedecen al principio de exclusión de PauliObedecen al principio de exclusión de Pauli, que , que

al prohibir a dos fermiones idénticos que se al prohibir a dos fermiones idénticos que se

encuentren en el mismo estado físico, los hace encuentren en el mismo estado físico, los hace

mutuamente impenetrables. mutuamente impenetrables.

Así pues, un estado colectivo de Así pues, un estado colectivo de fermionesfermiones se se

construirá a partir de estados individuales todos construirá a partir de estados individuales todos

distintos.distintos.


Los Los bosonesbosones, por el contrario, no son esquivos. , por el contrario, no son esquivos.

Al no ser afectados por el principio de exclusión Al no ser afectados por el principio de exclusión

de Pauli, obedecen más bien a un de Pauli, obedecen más bien a un principio principio

gregariogregario, y marcan su preferencia por los , y marcan su preferencia por los

estados colectivos construidos a partir de estados colectivos construidos a partir de

estados individuales idénticos. estados individuales idénticos.

Ni se les ocurre intentar destacar. Ni se les ocurre intentar destacar.

Prefieren estar juntos y hacer las mismas cosas.Prefieren estar juntos y hacer las mismas cosas.


Estos dos tipos de comportamiento se Estos dos tipos de comportamiento se encuentran también en las propiedades de encuentran también en las propiedades de los sistemas macroscópicos. los sistemas macroscópicos.

En un sistema deEn un sistema de fermiones fermiones, todo sucede , todo sucede como si el carácter individualista de los como si el carácter individualista de los constituyentes provocara en ellos una constituyentes provocara en ellos una repulsión que se suma a las fuerzas repulsión que se suma a las fuerzas físicas a las que ya están sometidos. físicas a las que ya están sometidos.


A la inversa, un sistema deA la inversa, un sistema de bosones bosones muestra una especie de atracción muestra una especie de atracción recíproca que le da una coherencia de recíproca que le da una coherencia de conjunto. conjunto.

Tomemos el ejemplo del Tomemos el ejemplo del helio 4helio 4 (cuyo (cuyo núcleo contiene cuatro nucleones: dos núcleo contiene cuatro nucleones: dos protones y dos neutrones) que se vuelve protones y dos neutrones) que se vuelve líquido a una temperatura de líquido a una temperatura de 4,2 K4,2 K a a presión ordinaria. presión ordinaria.


Si se reduce más su temperatura, su Si se reduce más su temperatura, su comportamiento cambia brutalmente a comportamiento cambia brutalmente a partir de los partir de los 2,172 K. 2,172 K.

Por ejemplo, su viscosidad se vuelve nula. Por ejemplo, su viscosidad se vuelve nula. Atraviesa los capilares más finos y trepa Atraviesa los capilares más finos y trepa

alegremente por las paredes de un alegremente por las paredes de un recipiente. recipiente.

Vaya, que no hay quien lo sujete.Vaya, que no hay quien lo sujete.


Ello se debe a que los átomos del Ello se debe a que los átomos del helio 4 son helio 4 son bosonesbosones. .

A muy baja temperatura, la A muy baja temperatura, la agitación térmica se vuelve agitación térmica se vuelve demasiado débil para ocultar la demasiado débil para ocultar la cohesión a la que aspiran. cohesión a la que aspiran.


Su gregarismo se vuelve manifiesto, su Su gregarismo se vuelve manifiesto, su solidaridad se afirma por fin: vienen todos solidaridad se afirma por fin: vienen todos a ocupar el mismo estado de más baja a ocupar el mismo estado de más baja energía. energía.

Debido a ello, las disipaciones de energía Debido a ello, las disipaciones de energía se ven obstaculizadas, ya que la velocidad se ven obstaculizadas, ya que la velocidad de los átomos de helio ya no se puede de los átomos de helio ya no se puede aminorar individualmente por colisión con aminorar individualmente por colisión con las paredes del tubo en que fluyen. las paredes del tubo en que fluyen.


El flujo solidario corre sin resistencia alguna. El flujo solidario corre sin resistencia alguna. Este fenómeno extraño se llama la Este fenómeno extraño se llama la superfluidezsuperfluidez. . Hemos tomado aquí el ejemplo de un bosón, el Hemos tomado aquí el ejemplo de un bosón, el

átomo de helio 4, que es un sistema compuesto. átomo de helio 4, que es un sistema compuesto. También podríamos haber tomado el ejemplo de También podríamos haber tomado el ejemplo de

los los fotonesfotones, que también son , que también son bosonesbosones, pero , pero elementales: cuando se agrupan, se crea el elementales: cuando se agrupan, se crea el fenómeno fenómeno láserláser, que es respecto a la luz lo que , que es respecto a la luz lo que la la superfluidezsuperfluidez es respecto al helio líquido. es respecto al helio líquido.


Entre los fermiones y los bosones hay otra Entre los fermiones y los bosones hay otra diferencia: durante un proceso físico, sea el que diferencia: durante un proceso físico, sea el que sea, sea, la paridad del número de fermiones no la paridad del número de fermiones no puede cambiarpuede cambiar. .

Es decir que Es decir que el número de fermiones sólo se el número de fermiones sólo se puede modificar de dos en dospuede modificar de dos en dos: un fermión sólo : un fermión sólo puede aparecer o desaparecer si aparece o puede aparecer o desaparecer si aparece o desaparece otro. desaparece otro.

Los bosones, en cambio, pueden aparecer o Los bosones, en cambio, pueden aparecer o desaparecer en número cualquieradesaparecer en número cualquiera..


Además, todos los Además, todos los fermionesfermiones conocidos conocidos llevan cargasllevan cargas, eléctricas u otras, mientras , eléctricas u otras, mientras que ciertos que ciertos bosones bosones (el fotón o el π(el fotón o el πoo) ) carecen de carga alguna y sólo carecen de carga alguna y sólo transportan cantidades dinámicas, tales transportan cantidades dinámicas, tales como la energía o el impulso. como la energía o el impulso.

La tendencia es pues la de atribuir a los La tendencia es pues la de atribuir a los fermiones una cualidad más «material» fermiones una cualidad más «material» que a los bosones. que a los bosones.


Desde luego, un fermión puede aparecer Desde luego, un fermión puede aparecer o desaparecer, pero nunca lo hace solo, y o desaparecer, pero nunca lo hace solo, y jamás sin dejar trazas (se lleva o transmite jamás sin dejar trazas (se lleva o transmite cargas). cargas).

Un bosón, en cambio, puede salir de vacío Un bosón, en cambio, puede salir de vacío o volver a él. o volver a él.

Los fermiones son los únicos que tienen Los fermiones son los únicos que tienen cierta permanencia.cierta permanencia.


Finalmente, dado que los fermiones Finalmente, dado que los fermiones obedecen al principio de exclusión de obedecen al principio de exclusión de Pauli, la probabilidad de encontrar dos Pauli, la probabilidad de encontrar dos juntos, en el mismo sitio y en el mismo juntos, en el mismo sitio y en el mismo instante, es nula. instante, es nula.

Este resultado ilustra una característica Este resultado ilustra una característica que intuitivamente se espera de las que intuitivamente se espera de las partículas de materia, la impenetrabilidad partículas de materia, la impenetrabilidad mutua. mutua.


Esta propiedad explica la solidez y la Esta propiedad explica la solidez y la estructura de los objetos macroscópicos. estructura de los objetos macroscópicos.

No afecta a los No afecta a los bosonesbosones, que sí tienen , que sí tienen derecho a superponerse, y lo hacen en derecho a superponerse, y lo hacen en cuanto pueden (dos haces de luz, cuanto pueden (dos haces de luz, compuestos de fotones, pueden cruzarse compuestos de fotones, pueden cruzarse sin problemas). sin problemas).

Es también lo que permite obtener unas Es también lo que permite obtener unas fuerzas de interacción aditivas.fuerzas de interacción aditivas.


Debido a esas diferencias consideramos Debido a esas diferencias consideramos hoy que los hoy que los fermionesfermiones fundamentales son fundamentales son los «verdaderos» constituyentes de la los «verdaderos» constituyentes de la materia, sus «ladrillos elementales». materia, sus «ladrillos elementales».

Son por un lado los Son por un lado los quarksquarks (fermiones (fermiones sensibles a la interacción fuerte), por otro sensibles a la interacción fuerte), por otro los los leptones fundamentalesleptones fundamentales (fermiones (fermiones insensibles a la interacción fuerte).insensibles a la interacción fuerte).


Como hemos visto, las interacciones Como hemos visto, las interacciones también se describen en términos de también se describen en términos de partículas, siendo éstas sus agentes de partículas, siendo éstas sus agentes de enlace. enlace.

Estas partículas portadoras de fuerzas no Estas partículas portadoras de fuerzas no son partículas de materia: son partículas son partículas de materia: son partículas de interacción. de interacción.


Se llaman Se llaman bosones fundamentalesbosones fundamentales los bosones los bosones que juegan el papel de mediadores de las cuatro que juegan el papel de mediadores de las cuatro interacciones que hemos presentado. interacciones que hemos presentado.

Son: Son: el fotónel fotón, los , los bosonesbosones llamados llamados intermediarios para la interacción débil, los intermediarios para la interacción débil, los gluonesgluones (ocho) para la interacción fuerte entre (ocho) para la interacción fuerte entre los los quarksquarks, y el hipotético , y el hipotético gravitóngravitón. .

En definitiva, estos En definitiva, estos bosonesbosones son los balones de son los balones de los que hablábamos anteriormente, y los los que hablábamos anteriormente, y los fermionesfermiones fundamentales son los posibles fundamentales son los posibles ocupantes de las barcas.ocupantes de las barcas.

Antipartículas llovidas del cielo al salir del vacíoAntipartículas llovidas del cielo al salir del vacío

DDirac fue un físico brillante pero poco irac fue un físico brillante pero poco locuaz. locuaz.

Hablaba tan poco que sus colegas de Hablaba tan poco que sus colegas de Cambridge le pusieron su nombre al Cambridge le pusieron su nombre al cuanto (a la unidad) de flujo verbal: el cuanto (a la unidad) de flujo verbal: el dirac vale una palabra ... ¡al año! dirac vale una palabra ... ¡al año!

Es difícil, en efecto, ser menos prolijo.Es difícil, en efecto, ser menos prolijo.


En En 19271927, el mismo , el mismo DiracDirac buscó la buscó la ecuación que fuese capaz de explicar el ecuación que fuese capaz de explicar el comportamiento de un electrón de alta comportamiento de un electrón de alta energía. energía.

Encontró una, la que lleva precisamente Encontró una, la que lleva precisamente su nombre, por vías simplemente su nombre, por vías simplemente matemáticas. matemáticas.


Mostró que una solución de la ecuación Mostró que una solución de la ecuación corresponde al comportamiento corresponde al comportamiento efectivamente observado del electrón, con efectivamente observado del electrón, con sus dos estados de espín posibles. sus dos estados de espín posibles.

¿Qué es el espín? ¿Qué es el espín? Es muy difícil hablar de tal concepto, Es muy difícil hablar de tal concepto,

típicamente cuántico, sin utilizar típicamente cuántico, sin utilizar imágenes. imágenes.


Ahora bien, todas las imágenes cuánticas Ahora bien, todas las imágenes cuánticas son falsas. son falsas.

¿Qué hacer entonces? ¿Qué hacer entonces? Quizá de vez en cuando no haya más Quizá de vez en cuando no haya más

remedio que aceptar los compromisos y remedio que aceptar los compromisos y proceder por metáforas: la más juiciosa proceder por metáforas: la más juiciosa consiste en decir que el espín consiste en decir que el espín corresponde a una rotación del electrón corresponde a una rotación del electrón sobre sí mismo.sobre sí mismo.


Si se mide el espín, se advierte que sólo Si se mide el espín, se advierte que sólo puede tener dos valores, como si el puede tener dos valores, como si el electrón fuese una peonza que sólo electrón fuese una peonza que sólo pudiese girar hacia la derecha o hacia la pudiese girar hacia la derecha o hacia la izquierda con una velocidad bien definida. izquierda con una velocidad bien definida.

No es posible ningún otro valor. No es posible ningún otro valor. En particular, no existe ningún electrón En particular, no existe ningún electrón

que no «gire»: eso correspondería a un que no «gire»: eso correspondería a un valor nulo del espín.valor nulo del espín.


Pero eso no es todo. Pero eso no es todo. Dirac observa que debido a la simetría entre Dirac observa que debido a la simetría entre

espacio y tiempo requerida por la relatividad su espacio y tiempo requerida por la relatividad su ecuación tiene otras soluciones, inevitables, de ecuación tiene otras soluciones, inevitables, de energía negativa. energía negativa.

Clásicamente, no tienen sentido pues su Clásicamente, no tienen sentido pues su presencia volvería a la materia intrínsecamente presencia volvería a la materia intrínsecamente inestable: ésta podría «descender» hacia las inestable: ésta podría «descender» hacia las energías negativas emitiendo haces crecientes energías negativas emitiendo haces crecientes de radiación. de radiación.


Entonces, para salvar su ecuación, Entonces, para salvar su ecuación, por cierto excelente, por cierto excelente, DiracDirac da da pruebas de una audacia pruebas de una audacia extraordinaria: propone la idea de extraordinaria: propone la idea de antipartículaantipartícula, del positrón (, del positrón (ee++) en ) en este caso, de la misma masa y de este caso, de la misma masa y de mismo espín que el electrón emismo espín que el electrón e--, pero , pero de carga opuesta. de carga opuesta.


¿Nos podemos imaginar cuál sería su ¿Nos podemos imaginar cuál sería su alegría (¿callada?) cuando, en alegría (¿callada?) cuando, en 19319322, , AndersonAnderson identificó en la radiación identificó en la radiación cósmica a un gemelo del electrón, cósmica a un gemelo del electrón, cargado positivamente?: ¡cargado positivamente?: ¡el positrón que el positrón que él había inventado existía realmenteél había inventado existía realmente! !

A la naturaleza parece gustarle la A la naturaleza parece gustarle la ecuación de ecuación de DiracDirac, a menos que sea a la , a menos que sea a la inversa.inversa.


De forma general, la teoría cuántica De forma general, la teoría cuántica relativista indica que a toda partícula le relativista indica que a toda partícula le corresponde necesariamente una corresponde necesariamente una antipartícula, de carga opuesta, que es en antipartícula, de carga opuesta, que es en cierta forma su simétrica. cierta forma su simétrica.

Eso dobla el número de los constituyentes Eso dobla el número de los constituyentes fundamentales. fundamentales.


Las antipartículas forman la antimateria, Las antipartículas forman la antimateria, que puede ser creada al mismo tiempo que puede ser creada al mismo tiempo que la materia, con tal de que se disponga que la materia, con tal de que se disponga de la energía suficiente. de la energía suficiente.

El El antiprotónantiprotón, de carga negativa, fue , de carga negativa, fue descubierto en descubierto en 19551955. .

Para el Para el antineutrónantineutrón hubo que esperar un hubo que esperar un año más.año más.


La energía liberada durante una La energía liberada durante una colisión colisión protón-protónprotón-protón puede materializarse en puede materializarse en un protón y un antiprotón ( ). un protón y un antiprotón ( ).

Se habla entonces de Se habla entonces de creación de parcreación de par..p


Es así como los antiprotones pueden ser Es así como los antiprotones pueden ser reproducidos por la reacción: reproducidos por la reacción:

p + p → p + p + p + p + p → p + p + p + En cuanto a los antineutrones ( ), puede En cuanto a los antineutrones ( ), puede

hacerse gracias a:hacerse gracias a:

p + p → p + p + n + p + p → p + p + n + n

p

n

• Materia y antimateria: Si se dispone de suficiente energía, se puede crear antimateria en laboratorio, e incluso acelerarla en los aceleradores de partículas, lo mismo que se hace con los positrones en el LEP. Al contacto con la materia, la antimateria se aniquila muy rápidamente.

El mar y el vacíoEl mar y el vacíoDiracDirac toma nota del descubrimiento del toma nota del descubrimiento del

positrón y propone una descripción positrón y propone una descripción totalmente nueva del vacío. totalmente nueva del vacío.

Hasta entonces, se había representado el Hasta entonces, se había representado el vacío como algo realmente huero: se vacío como algo realmente huero: se imaginaba que un espacio del que se imaginaba que un espacio del que se hubiera extraído toda forma de materia y hubiera extraído toda forma de materia y de radiación no contenía absolutamente de radiación no contenía absolutamente nada, y en particular nada de energía. nada, y en particular nada de energía.

El mar y el vacíoEl mar y el vacío Dirac se propuso darle al vacío cierta Dirac se propuso darle al vacío cierta

consistencia: emitió la hipótesis de que en el consistencia: emitió la hipótesis de que en el vacío todos los estados de energía negativa vacío todos los estados de energía negativa están llenos, es decir ocupados cada uno de están llenos, es decir ocupados cada uno de ellos por un electrón, con lo que los electrones ellos por un electrón, con lo que los electrones de energía positiva ya no pueden «caer» en él de energía positiva ya no pueden «caer» en él (debido al principio de Pauli). (debido al principio de Pauli).

Todos esos estados de energía negativa forman Todos esos estados de energía negativa forman el «el «mar de Diracmar de Dirac», tan lleno como un huevo pero », tan lleno como un huevo pero absolutamente inobservable.absolutamente inobservable.

El mar y el vacíoEl mar y el vacíoPero si un electrón (invisible) del mar Pero si un electrón (invisible) del mar

adquiere suficiente energía, bajo la adquiere suficiente energía, bajo la influencia de un suceso cualquiera, influencia de un suceso cualquiera, abandona su estado de energía negativa, abandona su estado de energía negativa, es decir que sale del mar y se sitúa en un es decir que sale del mar y se sitúa en un estado de energía positiva. estado de energía positiva.

Se vuelve entonces observable bajo forma Se vuelve entonces observable bajo forma de electrón «normal». de electrón «normal».

El mar y el vacíoEl mar y el vacíoEl agujero que ha dejado en el El agujero que ha dejado en el

mar se vuelve también mar se vuelve también observable, como una partícula observable, como una partícula de carga opuesta a la del de carga opuesta a la del electrón, ya que corresponde a la electrón, ya que corresponde a la ausencia de un electrón. ausencia de un electrón.

¡¡Es el positrónEs el positrón!!

Creación de una partícula y de su antipartícula:Creación de una partícula y de su antipartícula: Los electrones Los electrones «ordinarios» de masa m tienen siempre una energía positiva, superior a «ordinarios» de masa m tienen siempre una energía positiva, superior a mmeecc22.. Por debajo de ese valor se encuentra un intervalo de altura Por debajo de ese valor se encuentra un intervalo de altura 2 m2 meecc22 hasta un mar infinito de electrones invisibles y de energía negativa. Un hasta un mar infinito de electrones invisibles y de energía negativa. Un fotón fotón γγ puede elevar una de esas partículas de energía negativa por puede elevar una de esas partículas de energía negativa por encima de encima de mmeecc22.. Se crea entonces un nuevo electrón, así como un Se crea entonces un nuevo electrón, así como un ««agujero en el maragujero en el mar» que se materializa en forma de positrón. Se ha » que se materializa en forma de positrón. Se ha creado un par creado un par ee++–e–e––..

El mar y el vacíoEl mar y el vacíoAunque hayamos tenido que abandonar Aunque hayamos tenido que abandonar

esa manera de ver el vacío en beneficio esa manera de ver el vacío en beneficio de modelos más sofisticados, de todas de modelos más sofisticados, de todas formas el vacío de los físicos no volverá a formas el vacío de los físicos no volverá a ser jamás una pura nada, llena de ser jamás una pura nada, llena de ausencia. ausencia.

Es más bien una especie de prólogo de la Es más bien una especie de prólogo de la materia, de depósito, de eco larvado. materia, de depósito, de eco larvado.

Manifiesta una estructura activa. Manifiesta una estructura activa.

El mar y el vacíoEl mar y el vacío Por ejemplo, no puede responder a ciertas Por ejemplo, no puede responder a ciertas

propiedades de propiedades de invarianciainvariancia que sí cumplen con que sí cumplen con las ecuaciones que rigen el comportamiento de las ecuaciones que rigen el comportamiento de la materia. la materia.

Así es como los físicos creen hoy que está Así es como los físicos creen hoy que está ocupado por el ocupado por el campo de Higgscampo de Higgs (ahí tiene usted, (ahí tiene usted, señor Waldegrave...), campo al que estarían señor Waldegrave...), campo al que estarían acopladas las partículas. acopladas las partículas.

Más exactamente, la masa de las partículas Más exactamente, la masa de las partículas encontraría su fuerte en ese acoplamiento.encontraría su fuerte en ese acoplamiento.

El mar y el vacíoEl mar y el vacíoUna última precisión, a propósito Una última precisión, a propósito

del espín. del espín. Existe una correlación extraña Existe una correlación extraña

entre el valor del espín de una entre el valor del espín de una partícula y su forma de partícula y su forma de comportarse en sociedad, es comportarse en sociedad, es decir entre sus semejantes. decir entre sus semejantes.

El mar y el vacíoEl mar y el vacíoSe puede, en efecto, demostrar que los Se puede, en efecto, demostrar que los

fermionesfermiones (asociales) tienen (asociales) tienen necesariamente un espín necesariamente un espín semi-enterosemi-entero (es (es decir igual a un número impar dividido por decir igual a un número impar dividido por dos), mientras que los dos), mientras que los bosonesbosones (gregarios) tienen un (gregarios) tienen un espín enteroespín entero. .

Este criterio puede incluso servir, si se Este criterio puede incluso servir, si se quiere, de definición de los fermiones y los quiere, de definición de los fermiones y los bosones.bosones.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasEn virtud del principio según el cual En virtud del principio según el cual

«cada cosa pía por su compañia», «cada cosa pía por su compañia», algunas partículas son sus propias algunas partículas son sus propias antipartículas, por ejemplo el antipartículas, por ejemplo el fotónfotón o o el el piónpión neutro neutro ππoo. .

Tales partículas se llaman: Tales partículas se llaman: estados estados propios de la conjugación de la cargapropios de la conjugación de la carga. .

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasPuede extrañar que el neutrón, que es Puede extrañar que el neutrón, que es

neutro también, no sea idéntico al neutro también, no sea idéntico al antineutrón. antineutrón.

Eso se debe a que las partículas Eso se debe a que las partículas transportan otras cargas además de la transportan otras cargas además de la carga eléctrica. carga eléctrica.

Estas «Estas «cargas generalizadascargas generalizadas» son una » son una especie de etiquetas, ligadas a la forma especie de etiquetas, ligadas a la forma en que se comportan las partículas. en que se comportan las partículas.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasPermiten también clasificarlas en Permiten también clasificarlas en

categorías diferentes. categorías diferentes. Algunas de esas etiquetas, la masa o la Algunas de esas etiquetas, la masa o la

carga eléctrica, por ejemplo, nos resultan carga eléctrica, por ejemplo, nos resultan familiares; otras, como el familiares; otras, como el número número bariónicobariónico, el , el isospínisospín o la o la extrañezaextrañeza, son , son más misteriosas, ya que no son más misteriosas, ya que no son directamente perceptibles. directamente perceptibles.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasLas partículas, por sí mismas, pueden Las partículas, por sí mismas, pueden

leerlas y actuar con «reconocimiento de leerlas y actuar con «reconocimiento de causa». causa».

La percepción de las etiquetas está en La percepción de las etiquetas está en función del bagaje sensorial de las función del bagaje sensorial de las partículas: todas no pueden verlas todas, partículas: todas no pueden verlas todas, su vista es selectiva. su vista es selectiva.

Los electrones, por ejemplo, no distinguen Los electrones, por ejemplo, no distinguen el color de los quarks.el color de los quarks.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasVolvamos a nuestro neutrón. Volvamos a nuestro neutrón. Como el protón, tiene un Como el protón, tiene un número bariónico número bariónico

BB igual a igual a +1+1. . Su antipartícula, que es su simétrica, tiene Su antipartícula, que es su simétrica, tiene

un número bariónico opuesto, es decir, un número bariónico opuesto, es decir, igual aigual a - -1. 1.

Conclusión: neutrón y antineutrón, que Conclusión: neutrón y antineutrón, que difieren al menos por un número cuántico, difieren al menos por un número cuántico, no son idénticos.no son idénticos.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetas Este resultado no es puramente formal. Este resultado no es puramente formal. Tiene consecuencias prácticas totalmente Tiene consecuencias prácticas totalmente

consecuentes: cuando un neutrón se encuentra consecuentes: cuando un neutrón se encuentra con otro neutrón, asistimos a una colisión con otro neutrón, asistimos a una colisión ordinaria, y cada uno de ellos vuelve a partir en ordinaria, y cada uno de ellos vuelve a partir en una dirección diferente a su dirección incidente; una dirección diferente a su dirección incidente; pero pero cuando un neutrón se encuentra con un cuando un neutrón se encuentra con un antineutrón, se aniquilan para formar por antineutrón, se aniquilan para formar por ejemplo dos fotones. ejemplo dos fotones.

¡¡Convengamos en que no es lo mismoConvengamos en que no es lo mismo!!

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetas

Las cargas generalizadas son Las cargas generalizadas son número aditivos. número aditivos.

La que es afectada a un La que es afectada a un sistema de partículas es sistema de partículas es simplemente la suma de las simplemente la suma de las cargas individuales. cargas individuales.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasEsta suma puede conservarse o no Esta suma puede conservarse o no

en el momento de una interacción. en el momento de una interacción. Por ejemplo, Por ejemplo, la carga eléctrica es la carga eléctrica es

conservada por todas las conservada por todas las interaccionesinteracciones, mientras que , mientras que la la extrañeza es conservada por la extrañeza es conservada por la interacción fuerte pero no por la interacción fuerte pero no por la interacción débil.interacción débil.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetas Consideremos el proceso:Consideremos el proceso:

p + p → p + p + p + p → p + p + Aunque respeta escrupulosamente la Aunque respeta escrupulosamente la

conservación de la carga eléctrica, nunca ha conservación de la carga eléctrica, nunca ha sido observado. sido observado.

Se cree que si está vedado, es porque no Se cree que si está vedado, es porque no conserva el número bariónico:conserva el número bariónico:

(1 + 1 = 2 al principio, 1 + 1 – 1 = 1 al final)(1 + 1 = 2 al principio, 1 + 1 – 1 = 1 al final) Y eso, la interacción fuerte no lo toleraría.Y eso, la interacción fuerte no lo toleraría.

n

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasLo que acabamos de decir ilustra un credo Lo que acabamos de decir ilustra un credo

(¿o una receta (¿o una receta ad hocad hoc?) de los teóricos. ?) de los teóricos. Piensan que «todo lo que no está Piensan que «todo lo que no está

prohibido es obligatorio». prohibido es obligatorio». Entonces, cuando un fenómeno posible Entonces, cuando un fenómeno posible a a

prioripriori no se produce, dicen que es porque no se produce, dicen que es porque la naturaleza no lo quiere, y luego la naturaleza no lo quiere, y luego inventan una regla teórica que impide inventan una regla teórica que impide efectivamente que se produzca. efectivamente que se produzca.

El vals de las etiquetasEl vals de las etiquetasLas más de las veces, es una Las más de las veces, es una regla de regla de

selecciónselección o de o de conservaciónconservación de una nueva de una nueva carga (el número bariónico en el caso que carga (el número bariónico en el caso que acabamos de ver). acabamos de ver).

Sobre todo no les digamos que es una Sobre todo no les digamos que es una receta muy extraña. receta muy extraña.

¡Precisamente gracias a ella nació en la ¡Precisamente gracias a ella nació en la física de las partículas el concepto de física de las partículas el concepto de extrañezaextrañeza!!

La simetría del cruzamientoLa simetría del cruzamiento Los físicos son gente con principios. Y hay uno Los físicos son gente con principios. Y hay uno

que esgrimen con orgullo y seguridad: se trata que esgrimen con orgullo y seguridad: se trata de la de la simetría de cruzamientosimetría de cruzamiento. .

Consideremos una reacción conocida del tipo:Consideremos una reacción conocida del tipo:a + b → c + da + b → c + d

El principio en cuestión dice que cualquiera de El principio en cuestión dice que cualquiera de esas partículas, esas partículas, a, b, ca, b, c o o dd puede pasar del puede pasar del miembro de la izquierda al de la derecha a miembro de la izquierda al de la derecha a condición de que al mismo tiempo se la condición de que al mismo tiempo se la transforme en su antipartícula. transforme en su antipartícula.

Garantiza que las reacciones así obtenidas Garantiza que las reacciones así obtenidas existen efectivamente.existen efectivamente.

La simetría del cruzamientoLa simetría del cruzamiento En otras palabras, los procesos:En otras palabras, los procesos:

son posibles mientras lo sea la reacción inicial.son posibles mientras lo sea la reacción inicial.

La simetría del cruzamientoLa simetría del cruzamiento Esta regla es sumamente poderosa. Tomemos Esta regla es sumamente poderosa. Tomemos

el ejemplo de la aniquilación de un electrón y de el ejemplo de la aniquilación de un electrón y de un positrón en dos fotones un positrón en dos fotones ::

ee++ + e + e–– → → + + En virtud de nuestro principio y recordando que En virtud de nuestro principio y recordando que

el fotón es su propia antipartícula, es el mismo el fotón es su propia antipartícula, es el mismo proceso que la difusión de un fotón sobre un proceso que la difusión de un fotón sobre un electrón (electrón (efecto Comptonefecto Compton):):

+ e+ e–– → → + e + e––

aunque en laboratorio estos dos fenómenos aunque en laboratorio estos dos fenómenos sean muy diferentes.sean muy diferentes.

La simetría del cruzamientoLa simetría del cruzamiento Vemos aparecer aquí, al nivel más fundamental, Vemos aparecer aquí, al nivel más fundamental,

una simetría que parece perfecta entre las una simetría que parece perfecta entre las propiedades de la materia y las de la propiedades de la materia y las de la antimateria. antimateria.

Sin embargo, se han detectado muy pocas Sin embargo, se han detectado muy pocas antipartículas libres en el cosmos. antipartículas libres en el cosmos.

¿Cómo es que el Universo está constituido casi ¿Cómo es que el Universo está constituido casi exclusivamente de materia y no también de exclusivamente de materia y no también de antimateria en partes iguales?antimateria en partes iguales?

La simetría del cruzamientoLa simetría del cruzamiento

Hemos visto antes que la interacción débil Hemos visto antes que la interacción débil no respeta la conservación de la paridad no respeta la conservación de la paridad PP. .

Peor aún, unos físicos demostraron en Peor aún, unos físicos demostraron en 19641964 que rompe muy ligeramente la que rompe muy ligeramente la simetría materia-antimateria. simetría materia-antimateria.

¿De qué se trata? ¿De qué se trata?


En una reacción que haga intervenir En una reacción que haga intervenir partículas y antipartículas, se pueden partículas y antipartículas, se pueden reemplazar mentalmente las partículas por reemplazar mentalmente las partículas por sus antipartículas y viceversa. sus antipartículas y viceversa.

Esta permutación de la materia y de la Esta permutación de la materia y de la antimateria es la conjugación de carga, antimateria es la conjugación de carga, que se escribe que se escribe CC. .


Se pueden por supuesto aplicar las Se pueden por supuesto aplicar las dos transformaciones dos transformaciones CC y y PP a un a un proceso determinado, es decir, proceso determinado, es decir, cambiar primero las partículas en sus cambiar primero las partículas en sus antipartículas (y recíprocamente), y antipartículas (y recíprocamente), y luego mirar la imagen que se acaba luego mirar la imagen que se acaba de obtener en un espejo. de obtener en un espejo.

La simetría del cruzamientoLa simetría del cruzamientoSi el proceso resultante es tan probable Si el proceso resultante es tan probable

como el proceso inicial, decimos que hay como el proceso inicial, decimos que hay invariancia CPinvariancia CP. .

Lo que se descubrió con estupefacción en Lo que se descubrió con estupefacción en 19641964, es que la interacción débil, , es que la interacción débil, incorregible, viola muy ligeramente esta incorregible, viola muy ligeramente esta simetría simetría CPCP. .

Este fenómeno no es totalmente Este fenómeno no es totalmente entendido por los teóricos. entendido por los teóricos.


¿Es gracias a él por lo que la materia ha ¿Es gracias a él por lo que la materia ha podido predominar en el Universo? podido predominar en el Universo?

Quizás. Quizás. Es en todo caso un hermoso problema de Es en todo caso un hermoso problema de

cosmología, no totalmente resuelto aún, cosmología, no totalmente resuelto aún, aunque las ideas al respecto sean aunque las ideas al respecto sean profusas.profusas.

Barión o mesón: las dos formas de ser un saco de cuarksBarión o mesón: las dos formas de ser un saco de cuarks

En el centro del átomo, en el seno del núcleo, se En el centro del átomo, en el seno del núcleo, se vislumbra una zarabanda de protones y vislumbra una zarabanda de protones y neutrones. neutrones.

Pegados entre sí por poderosas fuerzas, se Pegados entre sí por poderosas fuerzas, se agitan violentamente en todos los sentidos. agitan violentamente en todos los sentidos.

En cada protón, en cada neutrón, hay otro baile: En cada protón, en cada neutrón, hay otro baile: tres quarks, siempre tres, agitados por un tres quarks, siempre tres, agitados por un movimiento formidablemente rápido. movimiento formidablemente rápido.


Con unos choques de una violencia Con unos choques de una violencia terrible, puede suceder que la energía de terrible, puede suceder que la energía de esos quarks se transforme en materia; esos quarks se transforme en materia; surge entonces un par de partículas surge entonces un par de partículas nuevas: un nuevas: un quarkquark y un y un antiquarkantiquark. .

A la inversa, cuando un A la inversa, cuando un quarkquark y un y un antiquarkantiquark se encuentran, se destruyen se encuentran, se destruyen mutuamente y se vuelven a transformar mutuamente y se vuelven a transformar en energía. en energía.


Y así sucesivamente: Y así sucesivamente: quarksquarks y y antiquarksantiquarks aparecen, se encuentran, desaparecen aparecen, se encuentran, desaparecen durante unas fugitivas catástrofes que se durante unas fugitivas catástrofes que se repiten incesantemente. repiten incesantemente.

Curiosamente, en ese caos hormigueante Curiosamente, en ese caos hormigueante reina cierto orden: en efecto, siempre hay, reina cierto orden: en efecto, siempre hay, en cada protón, tres en cada protón, tres quarksquarks más que más que antiquarksantiquarks..


El protón, como hemos señalado, es El protón, como hemos señalado, es un un hadrónhadrón, es decir, una partícula , es decir, una partícula sensible a la interacción fuerte. sensible a la interacción fuerte.

Se conocen hoy en día más de Se conocen hoy en día más de trescientos trescientos cincuenta hadronescincuenta hadrones (sólo (sólo damos una pequeña lista), casi todos damos una pequeña lista), casi todos ellos inestables.ellos inestables.


Los Los nucleonesnucleones y los y los piones piones forman parte de esa familia forman parte de esa familia numerosa. numerosa.

El El electrónelectrón y el y el positrónpositrón están están excluidos de ella ya que no excluidos de ella ya que no experimentan la interacción experimentan la interacción fuerte.fuerte.


La familia de los La familia de los hadroneshadrones puede puede a su vez dividirse en dos a su vez dividirse en dos subfamilias. subfamilias.

Por un lado, los hadrones que Por un lado, los hadrones que son son fermionesfermiones: se les llama : se les llama barionesbariones, su espín es semi-entero , su espín es semi-entero y su número bariónico es no nulo. y su número bariónico es no nulo.


Por otro, los Por otro, los hadroneshadrones que son que son bosonesbosones: su espín es entero, y : su espín es entero, y les llamamos les llamamos mesonesmesones. .

Ejemplos: el Ejemplos: el protónprotón y el y el neutrón neutrón son son barionesbariones; los ; los pionespiones son son mesonesmesones..


La interacción fuerte no sabe distinguir La interacción fuerte no sabe distinguir entre un protón y un neutrón: en ambos entre un protón y un neutrón: en ambos casos, solo «ve» un nucleón. casos, solo «ve» un nucleón.

Protones y neutrones son –para ella– Protones y neutrones son –para ella– actores equivalentes. actores equivalentes.

Asimismo, trata igualitariamente a los tres Asimismo, trata igualitariamente a los tres miembros de la familia de los piones, sea miembros de la familia de los piones, sea cual sea su carga eléctrica. cual sea su carga eléctrica.


Para traducir esa característica, los Para traducir esa característica, los teóricos consideran que el protón y el teóricos consideran que el protón y el neutrón vistos por la interación fuerte neutrón vistos por la interación fuerte son dos estados particulares de un son dos estados particulares de un mismo ser, el nucleón. mismo ser, el nucleón.

Más exactamente, dicen que el Más exactamente, dicen que el protón y el neutrón forman un protón y el neutrón forman un ««doblete de isospíndoblete de isospín». ».


Es su forma de hacer Es su forma de hacer agrupaciones familiares. agrupaciones familiares.

Sólo la interacción Sólo la interacción electromagnética es capaz de electromagnética es capaz de distinguir individualmente los distinguir individualmente los miembros de estas familias, por miembros de estas familias, por su carga eléctrica.su carga eléctrica.


Cuando la resolución alcanza Cuando la resolución alcanza 1010-17-17 m m (10 GeV), (10 GeV), se distinguen claramente unos puntos duros en se distinguen claramente unos puntos duros en el interior de los hadrones (algo así como el el interior de los hadrones (algo así como el punto duro, el núcleo, que Rutherford descubrió punto duro, el núcleo, que Rutherford descubrió en el átomo): son los en el átomo): son los quarksquarks que que mencionábamos antes. mencionábamos antes.

Sabemos hoy que los bariones están formados Sabemos hoy que los bariones están formados por por tres quarkstres quarks, y que los , y que los mesonesmesones están están formados por un par formados por un par quark-antiquark. quark-antiquark.


Además de una carga eléctrica (que es Además de una carga eléctrica (que es fraccionaria, ya que han chocado), cada fraccionaria, ya que han chocado), cada quarkquark lleva una carga que le vuelve lleva una carga que le vuelve sensible a la interacción fuerte: como ya sensible a la interacción fuerte: como ya hemos dicho, se la llama metafóricamente hemos dicho, se la llama metafóricamente colorcolor. .

Existen Existen tres colorestres colores posibles: digamos posibles: digamos rojo, verde y azul, con tal de seguir la rojo, verde y azul, con tal de seguir la analogía.analogía.


Sólo se observan las partículas que no tienen Sólo se observan las partículas que no tienen color. color.

Por eso no se puede ver un quark aislado Por eso no se puede ver un quark aislado (llevaría un color bien definido). (llevaría un color bien definido).

Es la superposición de los colores que llevan Es la superposición de los colores que llevan sus constituyentes la que hace que los sus constituyentes la que hace que los hadrones sean blancos, es decir sin color (y por hadrones sean blancos, es decir sin color (y por tanto observables), de la misma manera que los tanto observables), de la misma manera que los átomos son eléctricamente neutros. átomos son eléctricamente neutros.


Debido al intercambio incesante de Debido al intercambio incesante de gluonesgluones, que tienen color, el color de los , que tienen color, el color de los quarksquarks se modifica. se modifica.

Confinados en el interior de los Confinados en el interior de los hadroneshadrones, , en perpetua interacción, los en perpetua interacción, los quarks quarks practican con virtuosismo una especie de practican con virtuosismo una especie de celibato poligámicocelibato poligámico: : sólo tienen un color, sólo tienen un color, pero no siempre el mismopero no siempre el mismo..


Los Los quarksquarks son son fermionesfermiones, es decir, , es decir, verdaderas partículas de materia. verdaderas partículas de materia.

Su número es de Su número es de seisseis. . Se habla de Se habla de seis saboresseis sabores, que se , que se

designan por designan por uu (de (de upup o arriba), o arriba), dd ( (downdown o o abajo), abajo), ss ( (strangestrange o extraño), o extraño), cc ( (charmcharm o o encanto), encanto), bb ( (beautybeauty o belleza) y o belleza) y tt ( (toptop). ).


Cuidado, ese término de sabor es engañoso: no Cuidado, ese término de sabor es engañoso: no significa que los quarks tengan como los significa que los quarks tengan como los manjares algún aroma o gusto. manjares algún aroma o gusto.

El sabor es simplemente la carga que permite El sabor es simplemente la carga que permite precisar la precisar la forma en que los quarks responden a forma en que los quarks responden a la interacción débilla interacción débil, al igual que lo hace el color , al igual que lo hace el color con la interacción fuerte o la carga eléctrica con con la interacción fuerte o la carga eléctrica con la interacción electromagnética.la interacción electromagnética.


La interacción débil vincula las La interacción débil vincula las partículas de cada partículas de cada dobletedoblete: el : el electrón con su neutrino, el quark electrón con su neutrino, el quark uu con su primo con su primo dd. .

En particular, puede transformar un En particular, puede transformar un quark quark uu en un quark en un quark dd, y por tanto , y por tanto cambiar el saborcambiar el sabor de los quarks. de los quarks.


Esta capacidad que tiene la Esta capacidad que tiene la interacción débil de modificar la carga interacción débil de modificar la carga que reconoce la distingue de la que reconoce la distingue de la interacción electromagnética, que no interacción electromagnética, que no cambia la carga eléctrica. cambia la carga eléctrica.

La interacción fuerte, en sí misma, La interacción fuerte, en sí misma, sólo es sensible al color, y no al sólo es sensible al color, y no al sabor.sabor.


A partir de esos seis quarks es como se A partir de esos seis quarks es como se forman todos los hadrones. forman todos los hadrones.

Por ejemplo, el Por ejemplo, el protónprotón, que es un barión, , que es un barión, está formado por está formado por dos quarks dos quarks uu y un quark y un quark dd; el ; el neutrónneutrón, por , por dos quarks dos quarks dd y un quark y un quark uu; el ; el pión πpión π++,, que es un mesón, está que es un mesón, está formado por formado por un quark un quark dd y un antiquark y un antiquark uu..


Los quarks Los quarks b, c, s b, c, s yy t t, al ser mucho más , al ser mucho más pesados que sus colegas pesados que sus colegas uu y y d d, se , se desintegran rápidamente en estos últimos. desintegran rápidamente en estos últimos.

No se los encuentra, pues, en las No se los encuentra, pues, en las estructuras estables conocidas. estructuras estables conocidas.

El único quark todavía no descubierto es El único quark todavía no descubierto es el el toptop, el compañero del quark , el compañero del quark bb, pero se , pero se han podido recoger informaciones han podido recoger informaciones indirectas sobre él. indirectas sobre él.


Su masa supuesta es del orden de 150 GeV (es Su masa supuesta es del orden de 150 GeV (es decir, 150 veces la masa del protón), que llega casi decir, 150 veces la masa del protón), que llega casi al límite de las máquinas actualmente en al límite de las máquinas actualmente en funcionamiento. funcionamiento.

Pero los teóricos están seguros de su existencia: el Pero los teóricos están seguros de su existencia: el toptop aparece en efecto como absolutamente aparece en efecto como absolutamente necesario según su necesario según su modelo estándarmodelo estándar,, que por cierto que por cierto da unos resultados excelentes. da unos resultados excelentes.

Perece que se ha cumplido la expectativa de ser Perece que se ha cumplido la expectativa de ser descubierto a partir de descubierto a partir de 19961996 en el Fermilab, único en el Fermilab, único laboratorio capaz de alcanzar el «laboratorio capaz de alcanzar el «nivel topnivel top».».

Historias de familiasHistorias de familias A cada segundo, cada centímetro cuadrado de A cada segundo, cada centímetro cuadrado de

nuestra piel es atravesado por varios cientos de nuestra piel es atravesado por varios cientos de miles de partículas, sin que nosotros advirtamos miles de partículas, sin que nosotros advirtamos nada. nada.

Son los neutrinos, que interactúan tan Son los neutrinos, que interactúan tan débilmente con la materia que haría falta un débilmente con la materia que haría falta un espesor de plomo de un año-luz para detener a espesor de plomo de un año-luz para detener a la mitad de los que lo atravesaran. la mitad de los que lo atravesaran.

Se entiende que unos haces así sean difíciles Se entiende que unos haces así sean difíciles de detectar.de detectar.

Primeras experiencias con el neutrino en el CERN (1963):Primeras experiencias con el neutrino en el CERN (1963): Estas Estas inscripciones figuraban en el blindaje de hormigón junto a la cámara de burbujas inscripciones figuraban en el blindaje de hormigón junto a la cámara de burbujas de líquidos pesados. Las experiencias que se realizaron allí confirmaron la de líquidos pesados. Las experiencias que se realizaron allí confirmaron la existencia del neutrino asociado al muón, cosa que hizo correr mucha tinta, y existencia del neutrino asociado al muón, cosa que hizo correr mucha tinta, y también –al parecer– mucho champán. Este último tiene el mérito indiscutible de también –al parecer– mucho champán. Este último tiene el mérito indiscutible de ser palpable, contrariamente a los neutrinos.ser palpable, contrariamente a los neutrinos.

Historias de familiasHistorias de familias La existencia de los neutrinos había sido intuida La existencia de los neutrinos había sido intuida

en en 19321932, para salvar el principio de la , para salvar el principio de la conservación de la energía que los fenómenos conservación de la energía que los fenómenos de desintegración de desintegración ββ parecían no respetar. parecían no respetar.

A A PauliPauli le bastó con imaginar que una partícula le bastó con imaginar que una partícula invisible, el neutrino precisamente, se escapaba, invisible, el neutrino precisamente, se escapaba, llevándose la energía que faltaba, para volver a llevándose la energía que faltaba, para volver a poner orden en las cosas. poner orden en las cosas.

Debido a su colosal discreción, el neutrino sólo Debido a su colosal discreción, el neutrino sólo fue descubierto en fue descubierto en 19531953..

Historias de familiasHistorias de familias Los neutrinos son fermiones, de carga eléctrica Los neutrinos son fermiones, de carga eléctrica

nula. Ingenuamente, uno se esperaría que los nula. Ingenuamente, uno se esperaría que los fermiones tuviesen una masa, ya que son fermiones tuviesen una masa, ya que son verdaderas partículas de materia: en particular, verdaderas partículas de materia: en particular, son mutuamente impenetrables. son mutuamente impenetrables.

Pero en el caso de los neutrinos la cuestión de Pero en el caso de los neutrinos la cuestión de su masa no está aún zanjada. su masa no está aún zanjada.

Lo que es seguro es que si tienen una, es muy Lo que es seguro es que si tienen una, es muy débil (menos de unos eV para el neutrino débil (menos de unos eV para el neutrino asociado al electrón, compárese con el 0,5 MeV asociado al electrón, compárese con el 0,5 MeV del propio electrón). del propio electrón).

Historias de familiasHistorias de familias¿Pero tiene realmente una? ¿Pero tiene realmente una? Esta excelente pregunta tiene resonancias Esta excelente pregunta tiene resonancias

considerables en cosmología: al ser los considerables en cosmología: al ser los neutrinos las partículas más numerosas neutrinos las partículas más numerosas del cosmos, el simple hecho de que del cosmos, el simple hecho de que tengan una masa influiría en el destino a tengan una masa influiría en el destino a largo plazo del Universo, controlado por la largo plazo del Universo, controlado por la gravitación. gravitación.

Historias de familiasHistorias de familias Estos pequeños entes discretos tienen pues Estos pequeños entes discretos tienen pues

seguramente algo que decir respecto a la seguramente algo que decir respecto a la cuestión de saber si el Universo es abierto o cuestión de saber si el Universo es abierto o cerrado (incluso los domingos). cerrado (incluso los domingos).

¿Su expansión proseguirá indefinidamente, o ¿Su expansión proseguirá indefinidamente, o bien será seguida de una recontracción? bien será seguida de una recontracción?

Esto depende de la densidad media del Esto depende de la densidad media del Universo, según sea suficiente o no para Universo, según sea suficiente o no para «retener» el Universo por gravitación.«retener» el Universo por gravitación.

Historias de familiasHistorias de familias

Pero volvamos a los asuntos Pero volvamos a los asuntos familiares que anunciábamos. familiares que anunciábamos.

Los fermiones son los Los fermiones son los constituyentes fundamentales constituyentes fundamentales de la materia. de la materia.

Historias de familiasHistorias de familias Por un lado están los que son sensibles a la Por un lado están los que son sensibles a la

interacción fuerte: son los seis quarks que interacción fuerte: son los seis quarks que entran en la composición de los hadrones y que entran en la composición de los hadrones y que acabamos de presentar. acabamos de presentar.

Por otro lado, están los fermiones que son Por otro lado, están los fermiones que son insensibles a la interacción fuerte: los leptones, insensibles a la interacción fuerte: los leptones, que son también seis: el electrón, sus dos que son también seis: el electrón, sus dos primos más pesados (inestables) –el primos más pesados (inestables) –el muónmuón (descubierto en (descubierto en 19371937) y el ) y el tautau (descubierto en (descubierto en 19751975)– y sus neutrinos asociados.)– y sus neutrinos asociados.

Historias de familiasHistorias de familias Seis quarks, seis leptones, es una equidad Seis quarks, seis leptones, es una equidad

perfecta a partir de la cual se pueden formar tres perfecta a partir de la cual se pueden formar tres familias estructuradas en dobletes. familias estructuradas en dobletes.

Esta clasificación no es arbitraria: se deriva de Esta clasificación no es arbitraria: se deriva de argumentos de simetría que no vamos a detallar argumentos de simetría que no vamos a detallar aquí. aquí.

Cada familia contiene un leptón cargado, por Cada familia contiene un leptón cargado, por ejemplo el electrón, su neutrino asociado ejemplo el electrón, su neutrino asociado ee, y , y dos quarks (dos quarks (uu y y dd). ).

Y por supuesto las antipartículas Y por supuesto las antipartículas correspondientes. correspondientes.

Historias de familiasHistorias de familiasEl resultado más notable del LEP ha sido El resultado más notable del LEP ha sido

mostrar, contando precisamente los mostrar, contando precisamente los modos de desintegración del bosón modos de desintegración del bosón intermediario Zintermediario Zoo, que sólo existen tres , que sólo existen tres familias de leptones ligeros en el familias de leptones ligeros en el Universo, de acuerdo con las predicciones Universo, de acuerdo con las predicciones de la cosmología. de la cosmología.

Pero, ¿por qué tres familias? Pero, ¿por qué tres familias? Pues hasta el momento no lo sabemos.Pues hasta el momento no lo sabemos.

La simetría me fue explicada…La simetría me fue explicada…

Hoy en día conocemos varios cientos de Hoy en día conocemos varios cientos de partículas, elementales o no. partículas, elementales o no.

Uno pensaría que un efectivo tan rico debe ser Uno pensaría que un efectivo tan rico debe ser de una temible complejidad, imposible de de una temible complejidad, imposible de entender. entender.

En realidad los comportamientos no son tan En realidad los comportamientos no son tan confusos como se podría pensar: las leyes y las confusos como se podría pensar: las leyes y las regularidades abundan. regularidades abundan.

El concepto que permite esa simplificación es el El concepto que permite esa simplificación es el de simetría. de simetría.


Tomemos un solo ejemplo, el de la Tomemos un solo ejemplo, el de la electrodinámica cuánticaelectrodinámica cuántica. .

Es la teoría que describe los fenómenos en que Es la teoría que describe los fenómenos en que intervienen electrones, positrones y fotones. intervienen electrones, positrones y fotones.

Sus ecuaciones tienen una propiedad que Sus ecuaciones tienen una propiedad que recuerda lo que ocurre cuando se quiere recuerda lo que ocurre cuando se quiere localizar un punto en la superficie de la Tierra: localizar un punto en la superficie de la Tierra: primero hay que definir un «punto cero», un primero hay que definir un «punto cero», un origen, a partir del cual se medirán todas las origen, a partir del cual se medirán todas las posiciones. posiciones.


Los físicos deben hacer lo mismo con Los físicos deben hacer lo mismo con sus ecuaciones: están obligados a sus ecuaciones: están obligados a atribuir arbitrariamente una fase al atribuir arbitrariamente una fase al campo que describe, por ejemplo, el campo que describe, por ejemplo, el electrón (un campo, al ser una electrón (un campo, al ser una función compleja, posee una amplitud función compleja, posee una amplitud y una fase). y una fase).


Pero al igual que los geógrafos Pero al igual que los geógrafos quieren que la distancia entre dos quieren que la distancia entre dos ciudades no dependa de su elección ciudades no dependa de su elección del punto cero, los físicos desean que del punto cero, los físicos desean que las predicciones de su teoría no las predicciones de su teoría no dependan de la fase que han elegido dependan de la fase que han elegido arbitrariamente. arbitrariamente.


Exigen lo que llaman una Exigen lo que llaman una invariancia gaugeinvariancia gauge. . Pero si se conforman simplemente con describir Pero si se conforman simplemente con describir

unos electrones y unos positrones libres (sin unos electrones y unos positrones libres (sin interacción), sus deseos no se verán cumplidos: interacción), sus deseos no se verán cumplidos: ¡¡los resultados de los cálculos dependen los resultados de los cálculos dependen explícitamente de su elecciónexplícitamente de su elección! !

¿Qué hacer para anular esa fastidiosa ¿Qué hacer para anular esa fastidiosa dependencia? dependencia?


Basta con añadir en las ecuaciones un campo Basta con añadir en las ecuaciones un campo suplementario que se llama precisamente suplementario que se llama precisamente campo gaugecampo gauge ( (Gauge FeldGauge Feld en alemán). en alemán).

La palabra alemana La palabra alemana GaugeGauge designaba designaba originalmente la herramienta con la que se originalmente la herramienta con la que se controlaba la distancia entre los raíles del controlaba la distancia entre los raíles del ferrocarril. ferrocarril.

En física, se utiliza más bien para impedir que En física, se utiliza más bien para impedir que las teorías descarrilen...las teorías descarrilen...


Resulta (y ese es el milagro) que Resulta (y ese es el milagro) que el campo gauge que aparece aquí el campo gauge que aparece aquí no es sino... ¡el propio campo no es sino... ¡el propio campo electromagnético! electromagnético!

Sus cuantos no tienen masa: son Sus cuantos no tienen masa: son los fotones. los fotones.


Henos aquí frente a una interpretación Henos aquí frente a una interpretación inesperada del concepto de interacción: se le ha inesperada del concepto de interacción: se le ha añadido «a mano» un campo, en este caso el añadido «a mano» un campo, en este caso el campo electromagnético, con el fin de preservar campo electromagnético, con el fin de preservar la simetría de las ecuaciones que describen los la simetría de las ecuaciones que describen los electrones y los positrones y despojar sus electrones y los positrones y despojar sus predicciones de toda arbitrariedad; al hacerlo, predicciones de toda arbitrariedad; al hacerlo, descubrimos que hemos instalado una fuerza descubrimos que hemos instalado una fuerza que acopla los electrones y los positrones, ¡que acopla los electrones y los positrones, ¡que que es precisamente la fuerza electromagnéticaes precisamente la fuerza electromagnética! !


Las partículas que mediatizan Las partículas que mediatizan una interacción adquieren aquí un una interacción adquieren aquí un nuevo sentido: son los cuantos nuevo sentido: son los cuantos del campo de referencia (los del campo de referencia (los bosones gauge) que ha sido bosones gauge) que ha sido introducido en las ecuaciones introducido en las ecuaciones para que respeten cierta simetría.para que respeten cierta simetría.


El principio de El principio de invariancia gaugeinvariancia gauge es por es por tanto muy poderoso, y también muy tanto muy poderoso, y también muy elegante, ya que le reserva la mejor parte elegante, ya que le reserva la mejor parte al concepto de simetría. al concepto de simetría.

Ha adquirido tal importancia en física que Ha adquirido tal importancia en física que debemos, cuando menos, hacerle debemos, cuando menos, hacerle publicidad. publicidad.

Empecemos por darle una formulación Empecemos por darle una formulación analógica.analógica.


Supongamos que vivimos en un Supongamos que vivimos en un pueblo donde la campana de la pueblo donde la campana de la iglesia suena una vez –sólo una iglesia suena una vez –sólo una campanada– cada hora. campanada– cada hora.

Cada vez que el pueblo cambia a la Cada vez que el pueblo cambia a la hora de verano, todos debemos hora de verano, todos debemos avanzar el reloj una hora. avanzar el reloj una hora.


Los teóricos dirían que eso corresponde a una Los teóricos dirían que eso corresponde a una transformación gauge global, ya que todos transformación gauge global, ya que todos cambiamos nuestros relojes el mismo número cambiamos nuestros relojes el mismo número de horas y en el mismo momento. de horas y en el mismo momento.

Eso no revoluciona nuestras costumbres: todos Eso no revoluciona nuestras costumbres: todos somos capaces de decir, después de ese somos capaces de decir, después de ese cambio de hora, dentro de cuánto tiempo tendrá cambio de hora, dentro de cuánto tiempo tendrá lugar la siguiente campanada. lugar la siguiente campanada.

Y la vida sigue como antes.Y la vida sigue como antes.


Imaginemos ahora que la campana de la Imaginemos ahora que la campana de la iglesia es tan exacta que cada uno de iglesia es tan exacta que cada uno de nosotros la utiliza para poner su reloj en nosotros la utiliza para poner su reloj en hora, sin ponerse de acuerdo con los hora, sin ponerse de acuerdo con los demás. demás.

Cada uno elige, al oír la campanada, su Cada uno elige, al oír la campanada, su propia convención. propia convención.

María pondrá su reloj a las diez, Pablo a María pondrá su reloj a las diez, Pablo a las dieciséis horas. las dieciséis horas.


Es decir, que los relojes del pueblo ya no Es decir, que los relojes del pueblo ya no indicarán la misma hora. indicarán la misma hora.

A pesar de ello, todos los habitantes del A pesar de ello, todos los habitantes del pueblo siguen siendo capaces de hacer pueblo siguen siendo capaces de hacer predicciones justas respecto al momento predicciones justas respecto al momento en que sonará la campana. en que sonará la campana.

También en ese caso la vida continúa También en ese caso la vida continúa como antes, al menos mientras la gente como antes, al menos mientras la gente no decida darse cita...no decida darse cita...


Imaginemos en efecto que Pablo Imaginemos en efecto que Pablo quiere ver a María para un asunto quiere ver a María para un asunto cualquiera (que no es de nuestra cualquiera (que no es de nuestra incumbencia). incumbencia).

Si no quieren faltar a la cita, tendrán Si no quieren faltar a la cita, tendrán primero que sincronizar sus relojes, primero que sincronizar sus relojes, por ejemplo telefoneándose.por ejemplo telefoneándose.

La simetría me fue explicada…La simetría me fue explicada… Ese acuerdo, ese restablecimiento de una Ese acuerdo, ese restablecimiento de una

simetría sólo puede realizarse mediante una simetría sólo puede realizarse mediante una transmisión de mensaje, es decir una transmisión de mensaje, es decir una interacción. interacción.

Es el ejemplo de nuestra cita, es el intercambio Es el ejemplo de nuestra cita, es el intercambio de una macedonia de frutas para dos el que de una macedonia de frutas para dos el que hace simétricos los papeles del hombre y de la hace simétricos los papeles del hombre y de la mujer: gracias a ello disfrutarán del mismo mujer: gracias a ello disfrutarán del mismo postre (¡postre (¡qué bonito es el amor cuánticoqué bonito es el amor cuántico!). !).

Al final, es exactamente eso lo que ha sucedido Al final, es exactamente eso lo que ha sucedido con nuestras ecuaciones de la electrodinámica con nuestras ecuaciones de la electrodinámica cuántica. cuántica.


Para sincronizar las fases de los electrones y de Para sincronizar las fases de los electrones y de los positrones, tiene que haber intercambio de los positrones, tiene que haber intercambio de fotones, lo cual permite a las partículas fotones, lo cual permite a las partículas interactuar. interactuar.

Así, cuando dos electrones se encuentran, uno Así, cuando dos electrones se encuentran, uno de ellos emite un fotón virtual que es absorbido de ellos emite un fotón virtual que es absorbido por el segundo. por el segundo.

Volvemos a encontrar aquí el proceso de Volvemos a encontrar aquí el proceso de intercambio transmisor de las fuerzas del que intercambio transmisor de las fuerzas del que hablábamos al principio.hablábamos al principio.


Aunque no quede muy claro, lo que acabamos Aunque no quede muy claro, lo que acabamos de demostrar es que una de demostrar es que una invariancia gaugeinvariancia gauge local local implica interacciones. implica interacciones.

Recíprocamente, podemos preguntarnos si Recíprocamente, podemos preguntarnos si todas las interacciones no corresponderán a todas las interacciones no corresponderán a simetrías locales. simetrías locales.

Ésa es la gran idea de los teóricos que intentan Ésa es la gran idea de los teóricos que intentan unificar las fuerzas de la naturaleza (excepto unificar las fuerzas de la naturaleza (excepto Rambo).Rambo).


Ya han podido extender esta noción de Ya han podido extender esta noción de

simetría gaugesimetría gauge a las demás interacciones, a las demás interacciones,

pese a sus muy diferentes características, pese a sus muy diferentes características,

y construir gracias a ella una teoría y construir gracias a ella una teoría

coherente, coherente, el modelo estándarel modelo estándar..

Su procedimiento (si acaso se puede Su procedimiento (si acaso se puede

resumir) se desarrolla en dos etapas.resumir) se desarrolla en dos etapas.


Postulan primero la existencia de campos de Postulan primero la existencia de campos de materia sin interacción (nuestros positrones y materia sin interacción (nuestros positrones y electrones de antes), y luego suponen que electrones de antes), y luego suponen que obedecen a cierta simetría (en este caso la obedecen a cierta simetría (en este caso la independencia respecto a la fase).independencia respecto a la fase).

Exigen luego que esa simetría sea local, lo cual Exigen luego que esa simetría sea local, lo cual les obliga a introducir unos les obliga a introducir unos campos gaugecampos gauge portadores de las interacciones (y por tanto a portadores de las interacciones (y por tanto a postular la existencia de nuevas partículas).postular la existencia de nuevas partículas).


Lo extraordinario de esto, no es sólo que Lo extraordinario de esto, no es sólo que la existencia de las interacciones se la existencia de las interacciones se desprende de un principio de simetría, desprende de un principio de simetría, sino que la forma misma de las sino que la forma misma de las interacciones se ve sujeta a la simetría. interacciones se ve sujeta a la simetría.

Todo ocurre finalmente como si las Todo ocurre finalmente como si las relaciones entre los objetos se volvieran relaciones entre los objetos se volvieran más importantes que los propios objetos.más importantes que los propios objetos.


A partir de ahí, el juego de la gran A partir de ahí, el juego de la gran unificación es sencillo, al menos unificación es sencillo, al menos en apariencia. en apariencia.

Conociendo las características de Conociendo las características de una interacción, queda por una interacción, queda por adivinar la simetría que la adivinar la simetría que la sostiene.sostiene.


Una vez efectuado ese trabajo Una vez efectuado ese trabajo respecto a cada una de las cuatro respecto a cada una de las cuatro interacciones conocidas, hay que interacciones conocidas, hay que construir una simetría más amplia construir una simetría más amplia que contenga cada una de las que contenga cada una de las cuatro simetrías previamente cuatro simetrías previamente identificadas. identificadas.


Al teórico que encuentre esa Al teórico que encuentre esa simetría lo único que le simetría lo único que le quedará por hacer es quedará por hacer es comprarse un esmoquin con comprarse un esmoquin con vistas a un eventual viaje a vistas a un eventual viaje a Estocolmo.Estocolmo.


Desde luego mentimos al decir que Desde luego mentimos al decir que ese juego es sencillo. ese juego es sencillo.

Por el contrario, es de una Por el contrario, es de una extraordinaria dificultad, extraordinaria dificultad, principalmente debido a la principalmente debido a la gravitación, que se aviene bastante gravitación, que se aviene bastante mal con los principios de la física mal con los principios de la física cuántica. cuántica.


Y no sólo eso: hemos hablado de la teoría Y no sólo eso: hemos hablado de la teoría

electrodébil que unifica las interacciones electrodébil que unifica las interacciones

electromagnética y débil. electromagnética y débil.

Su simetría, la simetría electrodébil, reúne, Su simetría, la simetría electrodébil, reúne,

como su nombre indica, la simetría del como su nombre indica, la simetría del

electromagnetismo y la de la interacción débil. electromagnetismo y la de la interacción débil.

Impone cuatro bosones de gauge de masa nula. Impone cuatro bosones de gauge de masa nula.


¿Cómo es entonces que los tres ¿Cómo es entonces que los tres mediadores de la interacción débil mediadores de la interacción débil (W(W++, W, W–– y Z y Zoo) tienen una masa, ) tienen una masa, mientras que el mediador de la mientras que el mediador de la fuerza electromagnética, el fotón, fuerza electromagnética, el fotón, no la tiene? no la tiene?


Sólo se puede entender esta diferencia Sólo se puede entender esta diferencia invocando una «invocando una «ruptura espontánearuptura espontánea» de » de la simetría electrodébil, especie de la simetría electrodébil, especie de pecado pecado originaloriginal que pudo tener lugar en los que pudo tener lugar en los albores del Universo. albores del Universo.

Esta ruptura sólo dejaría subsistir una Esta ruptura sólo dejaría subsistir una simetría residual, la del simetría residual, la del electromagnetismo. electromagnetismo.


Generalmente se atribuye a Generalmente se atribuye a un mecanismo enigmático, el un mecanismo enigmático, el mecanismo de Higgsmecanismo de Higgs, por el , por el cual se pretende interpretar el cual se pretende interpretar el origen de las masas de las origen de las masas de las partículas. partículas.


Consiste en introducir una nueva Consiste en introducir una nueva partícula, el partícula, el bosón de Higgsbosón de Higgs precisamente, y en construir una precisamente, y en construir una interacción que provoque interacción que provoque deliberadamente una ruptura de deliberadamente una ruptura de simetría. simetría.


Entonces, los tres bosones Entonces, los tres bosones intermediarios, que hasta entonces intermediarios, que hasta entonces no tenían masa, adquieren una (la del no tenían masa, adquieren una (la del fotón que sigue siendo nula); las dos fotón que sigue siendo nula); las dos interacciones están ahora interacciones están ahora diferenciadas y la física vuelve a ser diferenciadas y la física vuelve a ser la que conocemos.la que conocemos.


La teoría electrodébil, como sólo necesita que el La teoría electrodébil, como sólo necesita que el

bosón de Higgsbosón de Higgs exista, no dice nada de su exista, no dice nada de su

masa, salvo que puede difícilmente exceder 1 masa, salvo que puede difícilmente exceder 1

TeV sin cuestionar todo el edificio. TeV sin cuestionar todo el edificio.

Es precisamente el ámbito de energía que Es precisamente el ámbito de energía que

cubrirán los futuros grandes colisionadores cubrirán los futuros grandes colisionadores

protón-protón actualmente en estudio (LHC del protón-protón actualmente en estudio (LHC del

CERN de Ginebra, SSC de Dallas, en Texas).CERN de Ginebra, SSC de Dallas, en Texas).


En cuanto al mecanismo de Higgs es En cuanto al mecanismo de Higgs es introducido en el modelo estándar, introducido en el modelo estándar, éste se pone a funcionar como un éste se pone a funcionar como un reloj, hasta el punto de que se habían reloj, hasta el punto de que se habían podido predecir las masas de podido predecir las masas de bosones intermediarios mucho antes bosones intermediarios mucho antes de su descubrimiento. de su descubrimiento.


Pese a ello, algunos juzgan la partícula de Pese a ello, algunos juzgan la partícula de Higgs poco elegante y le reprochan su Higgs poco elegante y le reprochan su oportunismo. oportunismo.

Falta pues asegurarse de que el Falta pues asegurarse de que el mecanismo que ésta rubrica ha tenido mecanismo que ésta rubrica ha tenido efectivamente lugar, lo cual verificaría la efectivamente lugar, lo cual verificaría la piedra angular del modelo estándar, por piedra angular del modelo estándar, por otra parte tan extraordinario.otra parte tan extraordinario.


Y he ahí, señor Waldegrve, por Y he ahí, señor Waldegrve, por qué tanto físicos quisieran partir a qué tanto físicos quisieran partir a la búsqueda del la búsqueda del bosón de Higgsbosón de Higgs, , inventado –¿es necesario inventado –¿es necesario decirlo?– por uno de sus decirlo?– por uno de sus compatriotas. compatriotas.

Y ahora, ¿Y ahora, ¿champán para todoschampán para todos??

El fin y los mediosEl fin y los medios

El logro del siglo XX en la física de las El logro del siglo XX en la física de las partículas: un modelo estándar, hasta partículas: un modelo estándar, hasta ahora en pleno acuerdo con las ahora en pleno acuerdo con las experiencias, pero cuya piedra angular experiencias, pero cuya piedra angular sigue siendo hipotética. sigue siendo hipotética.

Dos de sus piezas clave faltan en el Dos de sus piezas clave faltan en el cuadro de trofeos de los colisionadores: el cuadro de trofeos de los colisionadores: el quark topquark top y el y el bosón de Higgsbosón de Higgs..

El fin y los mediosEl fin y los medios

Los físicos sueñan con la unificación y con Los físicos sueñan con la unificación y con enormes máquinas. enormes máquinas.

¿Dispondrán de medios acordes con sus ¿Dispondrán de medios acordes con sus ambiciones? ambiciones?

Será sin duda a condición de que su Será sin duda a condición de que su búsqueda se viva de forma más colectiva. búsqueda se viva de forma más colectiva.

¿Alguna catedral se construyó para uso ¿Alguna catedral se construyó para uso exclusivo de sus prelados?exclusivo de sus prelados?

• La sala de control del LEP: Foto tomada el 14 de julio de 1989, día simbólico en que se consiguió la primera revolución de los haces alrededor del anillo. El único físico que lleva corbata es Carlo Rubbia, actual director del CERN, «descubridor» en 1983 de los bosones intermediarios y gracias a ello premio Nobel. ¿Quién puede decir cuántos días apasionantes como ése nos reserva el futuro? ¿Construiremos en las próximas décadas muchas máquinas más grandes que el LEP?

La física de partículas hoyLa física de partículas hoy

Hablar de la física de las partículas hoy es Hablar de la física de las partículas hoy es considerar su situación actual, discernir considerar su situación actual, discernir las amenazas que su gigantismo hace las amenazas que su gigantismo hace pesar sobre ella, y vislumbrar las pesar sobre ella, y vislumbrar las condiciones que augura su futuro. condiciones que augura su futuro.

Comencemos por señalar el lugar que Comencemos por señalar el lugar que ocupa en el panorama científico ocupa en el panorama científico contemporáneo.contemporáneo.

Una brillante supremacía controvertida hoyUna brillante supremacía controvertida hoy

Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, la física Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, la física de las partículas fue considerada la reina de las de las partículas fue considerada la reina de las ciencias. ciencias.

Era la hija mayor de la flamante física nuclear, Era la hija mayor de la flamante física nuclear, que había desentrañado los secretos del núcleo que había desentrañado los secretos del núcleo atómico con la trágica eficacia que conocemos. atómico con la trágica eficacia que conocemos.

Su excelente aura determinó en gran parte la Su excelente aura determinó en gran parte la actitud de los físicos y de los políticos respecto actitud de los físicos y de los políticos respecto a ella. a ella.


Siendo su objetivo alcanzar lo Siendo su objetivo alcanzar lo

fundamental y producir junto con la fundamental y producir junto con la

astrofísica una cosmología general, astrofísica una cosmología general,

poseía un capital de seducción indiscutible poseía un capital de seducción indiscutible

que la protegía de los azares de la que la protegía de los azares de la

economía. economía.


Al igual que el deporte de alto nivel, sirvió Al igual que el deporte de alto nivel, sirvió

incluso de escenario para una competición incluso de escenario para una competición

internacional, librada como cualquier internacional, librada como cualquier

guerra fría, en el terreno de los símbolos. guerra fría, en el terreno de los símbolos.


Bastaba con que un país o un bloque de Bastaba con que un país o un bloque de

países se lanzase a la construcción de países se lanzase a la construcción de

una enorme máquina para que sus rivales una enorme máquina para que sus rivales

aumentaran el envite, algo así como en el aumentaran el envite, algo así como en el

póquer, fuese o no un farol.póquer, fuese o no un farol.


Desde hace unos años, la situación ha Desde hace unos años, la situación ha cambiado: regularmente, la física de partículas cambiado: regularmente, la física de partículas es duramente atacada. es duramente atacada.

Antaño Antaño Prima donnaPrima donna saciada de créditos y saciada de créditos y aureolada de prestigio, hoy cae en la sospecha aureolada de prestigio, hoy cae en la sospecha de haber gozado de una cotización de haber gozado de una cotización artificialmente abultada. artificialmente abultada.

Enfrentada a la competencia directa de las Enfrentada a la competencia directa de las demás disciplinas, ahora debe argumentar y demás disciplinas, ahora debe argumentar y defenderse.defenderse.


Y es que en este nuevo siglo ya no creemos en Y es que en este nuevo siglo ya no creemos en una clasificación de las ciencias por casillas una clasificación de las ciencias por casillas sucesivas, como en tiempos de Auguste Comte. sucesivas, como en tiempos de Auguste Comte.

Pocos pretenden ya que se pueda comprender Pocos pretenden ya que se pueda comprender todo cuanto respecta al mundo que nos rodea todo cuanto respecta al mundo que nos rodea mediante el estudio exclusivo de lo infinitamente mediante el estudio exclusivo de lo infinitamente pequeño. pequeño.

More is differentMore is different, se suele proclamar hoy. , se suele proclamar hoy. Lo macroscópico no es una extrapolación fácil Lo macroscópico no es una extrapolación fácil

de lo microscópico, y lo complejo no es una de lo microscópico, y lo complejo no es una acumulación de cosas sencillas. acumulación de cosas sencillas.


El acercamiento «construccionista» (y El acercamiento «construccionista» (y cartesiano) que consiste en querer comprender cartesiano) que consiste en querer comprender cualquier nivel de estructura estudiando la más cualquier nivel de estructura estudiando la más fina de sus estructuras subyacentes (la célula a fina de sus estructuras subyacentes (la célula a partir de las moléculas, el átomo a partir de los partir de las moléculas, el átomo a partir de los quarks...) no funciona. quarks...) no funciona.

Poco les importa a los biólogos, en la práctica Poco les importa a los biólogos, en la práctica de su oficio, saber si los protones contienen de su oficio, saber si los protones contienen quarks o gluones. quarks o gluones.


En cambio, necesitan forjar conceptos que En cambio, necesitan forjar conceptos que

no tienen su contrapartida en física. no tienen su contrapartida en física.

Esta imposibilidad de construir todas las Esta imposibilidad de construir todas las

disciplinas científicas a partir de una sola disciplinas científicas a partir de una sola

(que se convertiría así en la fundamental) (que se convertiría así en la fundamental)

restituye cierta autonomía a cada una de restituye cierta autonomía a cada una de

ellas.ellas.


Pero, a la inversa, un estudio Pero, a la inversa, un estudio exclusivo de los sistemas exclusivo de los sistemas macroscópicos no habría permitido macroscópicos no habría permitido aislar los constituyentes aislar los constituyentes fundamentales de la materia, como fundamentales de la materia, como ha podido hacerlo la física de las ha podido hacerlo la física de las partículas. partículas.


Esto se entiende bien con la ayuda de una Esto se entiende bien con la ayuda de una analogía: imaginemos a un extraterrestre, analogía: imaginemos a un extraterrestre, con una inteligencia comparable a la con una inteligencia comparable a la nuestra, que sólo conozca el mundo de nuestra, que sólo conozca el mundo de los humanos mediante la observación de los humanos mediante la observación de las multitudes, las que asisten a los las multitudes, las que asisten a los conciertos de los Rolling Stones o conciertos de los Rolling Stones o celebran la fiesta nacional. celebran la fiesta nacional.


Si el personaje verdoso en cuestión Si el personaje verdoso en cuestión es realmente muy dotado, se volverá es realmente muy dotado, se volverá capaz de explicar algunos de los capaz de explicar algunos de los fenómenos que agitan a esas fenómenos que agitan a esas multitudes, por ejemplo su movilidad, multitudes, por ejemplo su movilidad, los lugares y las circunstancias en los lugares y las circunstancias en que se forman. que se forman.


Si prosigue con empeño sus Si prosigue con empeño sus investigaciones, puede investigaciones, puede descubrir que nuestras descubrir que nuestras aglomeraciones están aglomeraciones están formadas por individuos formadas por individuos yuxtapuestos. yuxtapuestos.


Pero si sólo dispone de las leyes que haya Pero si sólo dispone de las leyes que haya deducido de la observación de las masas, no deducido de la observación de las masas, no podrá desde luego entender el lenguaje que podrá desde luego entender el lenguaje que utilizan dos seres humanos para comunicarse; utilizan dos seres humanos para comunicarse; para eso tendría que encontrárselos para eso tendría que encontrárselos aisladamente. aisladamente.

Ahora bien, en la medida en que se pueda Ahora bien, en la medida en que se pueda utilizar esa metáfora, las partículas son respecto utilizar esa metáfora, las partículas son respecto a la materia lo que los individuos son respecto a a la materia lo que los individuos son respecto a la multitud.la multitud.


A partir de ahora asistimos más bien A partir de ahora asistimos más bien

a algo parecido a una lucha por el a algo parecido a una lucha por el

poder entre disciplinas hegemónicas. poder entre disciplinas hegemónicas.

La física de las partículas, como La física de las partículas, como

todos los demás sectores de la física, todos los demás sectores de la física,

está atrapada en la refriega. está atrapada en la refriega.


Aunque siga siendo la mejor situada para Aunque siga siendo la mejor situada para revelar el fondo de la realidad, no puede invocar revelar el fondo de la realidad, no puede invocar ninguna superioridad jerárquica sin que ninguna superioridad jerárquica sin que inmediatamente se la señale con el dedo. inmediatamente se la señale con el dedo.

Parece que se ha acabado el tiempo de la Parece que se ha acabado el tiempo de la arrogancia aristocrática, cuando podía planear arrogancia aristocrática, cuando podía planear tranquilamente, despreocupada y prioritaria, en tranquilamente, despreocupada y prioritaria, en el empíreo de las ideas puras. el empíreo de las ideas puras.

Hoy ya es imposible medir la prioridad de una Hoy ya es imposible medir la prioridad de una actividad de investigación sólo con la medida del actividad de investigación sólo con la medida del número de GeV que utiliza.número de GeV que utiliza.


Otras disciplinas menos cósmicas y Otras disciplinas menos cósmicas y más «terrestres» se han despertado más «terrestres» se han despertado últimamente (sobre todo la últimamente (sobre todo la informática, la ciencia de los informática, la ciencia de los materiales, la climatología, la materiales, la climatología, la biología); acaparan el primer plano y biología); acaparan el primer plano y relegan a la sombra a la física de las relegan a la sombra a la física de las partículas.partículas.


Hemos de decir que esta última es la Hemos de decir que esta última es la víctima de sus propios éxitos. víctima de sus propios éxitos.

Hace más de veinte años que lo esencial Hace más de veinte años que lo esencial del trabajo de los físicos consiste en del trabajo de los físicos consiste en someter a prueba el modelo estándar, al someter a prueba el modelo estándar, al que todavía no se le han detectado fallos: que todavía no se le han detectado fallos: todas sus predicciones se han revelado todas sus predicciones se han revelado exactas en cuanto a las energías exactas en cuanto a las energías accesibles hoy día. accesibles hoy día.


No ha habido ni escándalo, ni revolución, ni No ha habido ni escándalo, ni revolución, ni sorpresa; ni una noticia sensacional que sorpresa; ni una noticia sensacional que anunciar en los veinte últimos años en ese anunciar en los veinte últimos años en ese campo. campo.

Al menos nada que pueda transmitir una fiebre Al menos nada que pueda transmitir una fiebre duradera a la comunidad de los investigadores. duradera a la comunidad de los investigadores.

Y algunos echan de menos la efervescencia que Y algunos echan de menos la efervescencia que acompañó a la lenta génesis de la física acompañó a la lenta génesis de la física cuántica en la primera mitad del siglo XX.cuántica en la primera mitad del siglo XX.


El modelo estándar se vuelve menos El modelo estándar se vuelve menos excitante a medida que se vuelve más excitante a medida que se vuelve más estándar (¿no es acaso «estándar» una estándar (¿no es acaso «estándar» una expresión peyorativa?). expresión peyorativa?).

El entusiasmo se ha ido apagando, como El entusiasmo se ha ido apagando, como si esa física hubiese alcanzado la edad de si esa física hubiese alcanzado la edad de la suprema madurez. la suprema madurez.

¿Está quizá viviendo su apogeo? ¿Está quizá viviendo su apogeo?


El modelo estándar (que es en realidad El modelo estándar (que es en realidad mucho más que un modelo), ¿es acaso la mucho más que un modelo), ¿es acaso la teoría definitiva de las interacciones teoría definitiva de las interacciones fundamentales con baja energía, al igual fundamentales con baja energía, al igual que la física newtoniana es la teoría que la física newtoniana es la teoría adecuada de la mecánica mientras las adecuada de la mecánica mientras las velocidades sean pequeñas con relación a velocidades sean pequeñas con relación a la de la luz? la de la luz?


Algunos lo creen y lo dicen, pero eso está Algunos lo creen y lo dicen, pero eso está todavía por comprobar. todavía por comprobar.

Lo que es seguro es que una teoría que Lo que es seguro es que una teoría que funciona demasiado bien, es como un tren funciona demasiado bien, es como un tren que llega a su hora, nunca saldrá en la que llega a su hora, nunca saldrá en la primera plana de los periódicos, por rara o primera plana de los periódicos, por rara o valiosa que sea la belleza de dicho tren o valiosa que sea la belleza de dicho tren o de dicha teoría. de dicha teoría.


Los éxitos obtenidos en el LEP por el modelo Los éxitos obtenidos en el LEP por el modelo estándar representan pues un paralogismo estándar representan pues un paralogismo singular: son un triunfo, pero también una singular: son un triunfo, pero también una calamidad. calamidad.

Cuando no aparece ningún fallo, ¿en qué Cuando no aparece ningún fallo, ¿en qué sentido hay que modificar la teoría para sentido hay que modificar la teoría para mejorarla? mejorarla?

Todo iría mejor si el modelo estándar no tuviese Todo iría mejor si el modelo estándar no tuviese ningún defecto intrínseco; entonces se podría ningún defecto intrínseco; entonces se podría extrapolar a otras energías más elevadas, extrapolar a otras energías más elevadas, universalizarlo. universalizarlo.


Ahora bien, el modelo estándar no es la teoría Ahora bien, el modelo estándar no es la teoría definitiva, los teóricos están convencidos de ello definitiva, los teóricos están convencidos de ello y lo proclaman a voz en cuello: no explica el y lo proclaman a voz en cuello: no explica el valor de las masas de partículas, y contiene valor de las masas de partículas, y contiene demasiados parámetros arbitrarios. demasiados parámetros arbitrarios.

Esto basta para justificar su deseo de explorar Esto basta para justificar su deseo de explorar más allá. más allá.

Pero desde el punto de vista diplomático, es Pero desde el punto de vista diplomático, es muy comprensible que su causa no sea ideal: muy comprensible que su causa no sea ideal: no es fácil reclamar una nueva máquina cuando no es fácil reclamar una nueva máquina cuando aquella de que se dispone sólo demuestra los aquella de que se dispone sólo demuestra los méritos de la teoría, ocultando sus vicios.méritos de la teoría, ocultando sus vicios.

Amenazas para los grandes instrumentosAmenazas para los grandes instrumentos

Hay que añadir a esto los reproches Hay que añadir a esto los reproches recurrentes que se le hacen a la física de recurrentes que se le hacen a la física de las partículas, y el primero de ellos, desde las partículas, y el primero de ellos, desde luego, la desmesura de sus luego, la desmesura de sus instrumentos... de medida. instrumentos... de medida.

Algunos historiadores creen haber Algunos historiadores creen haber observado que el gigantismo es el estadio observado que el gigantismo es el estadio último y decadente de todo desarrollo. último y decadente de todo desarrollo.


Toda desmedida coincidiría con el Toda desmedida coincidiría con el inicio de un crepúsculo: cuando algo inicio de un crepúsculo: cuando algo no se sabe hacer mejor, se hace más no se sabe hacer mejor, se hace más grande. grande.

Y citan el ejemplo de las grandes Y citan el ejemplo de las grandes pirámides de Egipto que marcaron el pirámides de Egipto que marcaron el fin de las grandes dinastías.fin de las grandes dinastías.


Por justificado que esté en la historia de Por justificado que esté en la historia de las civilizaciones, este reproche carece de las civilizaciones, este reproche carece de fuerza cuando se trata de la física. fuerza cuando se trata de la física.

No es desde luego por falta de inventiva No es desde luego por falta de inventiva de los físicos, si siendo lo que son las de los físicos, si siendo lo que son las leyes cuánticas, necesitan efectivamente leyes cuánticas, necesitan efectivamente energías elevadas para observar los energías elevadas para observar los fenómenos microscópicos. fenómenos microscópicos.


¡No se eles puede reprochar a los ¡No se eles puede reprochar a los

investigadores que sean gente curiosa! investigadores que sean gente curiosa!

Tampoco es culpa suya si algunas Tampoco es culpa suya si algunas

partículas tienen una masa elevada y si, partículas tienen una masa elevada y si,

para estudiarlas, hay que disponer de para estudiarlas, hay que disponer de

energías que correspondan a su umbral energías que correspondan a su umbral

de creación. de creación.


¿A quién se le podría reprochar que el Z¿A quién se le podría reprochar que el Zoo

sea 180.000 veces más pesado que el sea 180.000 veces más pesado que el

electrón? electrón?

Lo que hay que tener en cuenta más bien Lo que hay que tener en cuenta más bien

es que gracias al esfuerzo de los físicos el es que gracias al esfuerzo de los físicos el

costo del GeV ha disminuido costo del GeV ha disminuido

considerablemente. considerablemente.


La cuestión que se plantea, eso sí, es La cuestión que se plantea, eso sí, es saber si podremos mantener durante saber si podremos mantener durante mucho tiempo esta carrera de altas mucho tiempo esta carrera de altas energías. energías.

El aumento de las posibilidades de las El aumento de las posibilidades de las máquinas en energía ha seguido hasta máquinas en energía ha seguido hasta ahora un crecimiento exponencial. ahora un crecimiento exponencial.

¿Podrá mantenerse un ritmo así en el ¿Podrá mantenerse un ritmo así en el futuro?futuro?


Actualmente dos grandes proyectos están a la Actualmente dos grandes proyectos están a la orden del día: el LHC, que sería construido en el orden del día: el LHC, que sería construido en el CERN en el mismo túnel que el LEP (27 km), y CERN en el mismo túnel que el LEP (27 km), y el SSC norteamericano, mayor (80 km) y más el SSC norteamericano, mayor (80 km) y más costoso (abandonada por decisión del costoso (abandonada por decisión del Congreso). Congreso).

Estas dos máquinas son colisionadores protón-Estas dos máquinas son colisionadores protón-protón, con imanes superconductores, de 14 y protón, con imanes superconductores, de 14 y 40 TeV, respectivamente. 40 TeV, respectivamente.


Ambas tienen por objetivo Ambas tienen por objetivo

encontrar la clave del mecanismo encontrar la clave del mecanismo

de creación de las masas de las de creación de las masas de las

partículas, de la que los físicos partículas, de la que los físicos

piensan que actúa entre 100 eV y piensan que actúa entre 100 eV y

1 TeV. 1 TeV.


Normalmente se admite que la Normalmente se admite que la energía de esas máquinas sería energía de esas máquinas sería suficiente para confirmar, gracias al suficiente para confirmar, gracias al descubrimiento del descubrimiento del bosón de Higgsbosón de Higgs, , la validez del modelo estándar, o la validez del modelo estándar, o cuando menos para indicar los cuando menos para indicar los caminos de una nueva física. caminos de una nueva física.


Se trata en suma de saber si Se trata en suma de saber si

nuestra teoría de las nuestra teoría de las

interacciones está concluida o no interacciones está concluida o no

respecto a las energías «débiles» respecto a las energías «débiles»

(hasta unos centenares de GeV).(hasta unos centenares de GeV).


También se prevé la construcción de un También se prevé la construcción de un

colisionador lineal electrón-positrón con colisionador lineal electrón-positrón con

energías del orden de los 500 GeV. energías del orden de los 500 GeV.

Ya que los protones tienen un defecto: la Ya que los protones tienen un defecto: la

energía en juego durante sus colisiones mutuas energía en juego durante sus colisiones mutuas

es de un orden de tamaño inferior a la energía es de un orden de tamaño inferior a la energía

de los propios protones, la cual deben repartir de los propios protones, la cual deben repartir

entre sus quarks y sus gluones. entre sus quarks y sus gluones.


Los electrones y los Los electrones y los positrones, al no tener una positrones, al no tener una subestructura conocida, no subestructura conocida, no presentan esa desventaja presentan esa desventaja propia de las partículas propia de las partículas compuestas. compuestas.


Sus colisiones son intrínsecamente más Sus colisiones son intrínsecamente más simples y más limpias que las de los simples y más limpias que las de los protones: más allá de la patentización de protones: más allá de la patentización de un nuevo fenómeno, permiten estudiarlo un nuevo fenómeno, permiten estudiarlo sistemáticamente (los protones hacen la sistemáticamente (los protones hacen la exploración de un ámbito de energía, y los exploración de un ámbito de energía, y los electrones realizan su cartografía electrones realizan su cartografía detallada). detallada).


Pero antes de que una máquina así sea posible, Pero antes de que una máquina así sea posible, será necesario que el potente esfuerzo de será necesario que el potente esfuerzo de investigación actualmente llevado a cabo haya investigación actualmente llevado a cabo haya dado todos sus frutos, especialmente en el dado todos sus frutos, especialmente en el ámbito de los campos eléctricos intensos ámbito de los campos eléctricos intensos capaces de acelerar los electrones: si no capaces de acelerar los electrones: si no queremos que ese acelerador lineal tenga una queremos que ese acelerador lineal tenga una longitud que pueda medirse en cientos de longitud que pueda medirse en cientos de kilómetros, tendremos que ser capaces de kilómetros, tendremos que ser capaces de transferir a los electrones varias decenas de transferir a los electrones varias decenas de MeV por metro de máquina.MeV por metro de máquina.


La física de las partículas sólo podrá progresar La física de las partículas sólo podrá progresar si recurrimos a la experiencia, es decir, en este si recurrimos a la experiencia, es decir, en este caso, a la física pesada, ya se haga ésta con caso, a la física pesada, ya se haga ésta con aceleradores o sin aceleradores (la muy aceleradores o sin aceleradores (la muy prometedora astrofísica de las partículas utiliza prometedora astrofísica de las partículas utiliza el propio Universo como laboratorio). el propio Universo como laboratorio).

Si las partículas no lo hicieran en los Si las partículas no lo hicieran en los colisionadores, ¡serían los propios físicos los colisionadores, ¡serían los propios físicos los que tendrían que darle vueltas y más vueltas! que tendrían que darle vueltas y más vueltas!


Sin pruebas experimentales de sus ideas, Sin pruebas experimentales de sus ideas,

no podrían ir más allá de las conjeturas, no podrían ir más allá de las conjeturas,

elegantes, desde luego, pero virtualmente elegantes, desde luego, pero virtualmente

delirantes. delirantes.

Sabemos que sin investigación Sabemos que sin investigación

fundamental organizada, el conocimiento fundamental organizada, el conocimiento

se bloquea, o desvaría.se bloquea, o desvaría.


Lo mismo que la bicicleta que Lo mismo que la bicicleta que

se cae cuando uno deja de se cae cuando uno deja de

pedalear, la física de las pedalear, la física de las

partículas sólo avanza si es partículas sólo avanza si es

activada. activada.


Es vital para la comunidad de los Es vital para la comunidad de los físicos que algunos proyectos la físicos que algunos proyectos la mantengan en tensión y le abran un mantengan en tensión y le abran un horizonte. horizonte.

Y no son otros sino los grandes Y no son otros sino los grandes aceleradores los que han marcado su aceleradores los que han marcado su movimiento desde el final de la movimiento desde el final de la Segunda Guerra Mundial.Segunda Guerra Mundial.


Estos grandes instrumentos han cambiado radicalmente Estos grandes instrumentos han cambiado radicalmente la faz de la ciencia. la faz de la ciencia.

Antaño individualista, tiende hoy a valorar el trabajo en Antaño individualista, tiende hoy a valorar el trabajo en equipo y las colaboraciones internacionales; exige una equipo y las colaboraciones internacionales; exige una programación plurianual, una coordinación exacta y la programación plurianual, una coordinación exacta y la creación de instituciones nuevas, cosas todas ellas que creación de instituciones nuevas, cosas todas ellas que habrían molestado prodigiosamente a pensadores tales habrían molestado prodigiosamente a pensadores tales como Einstein, pero que hoy son inevitables. como Einstein, pero que hoy son inevitables.

¿Acaso la ciencia está dejando de ser una aventura ¿Acaso la ciencia está dejando de ser una aventura filosófica para convertirse en un asunto de potencial? filosófica para convertirse en un asunto de potencial?


La que se practica en los grandes laboratorios La que se practica en los grandes laboratorios no es, desde luego, exclusivamente una no es, desde luego, exclusivamente una actividad cerebral. actividad cerebral.

También se ha convertido en una cuestión de También se ha convertido en una cuestión de organización cuya práctica exige un organización cuya práctica exige un comportamiento similar al que se atribuye a los comportamiento similar al que se atribuye a los empresarios. empresarios.

Los líderes que elige tienen un perfil Los líderes que elige tienen un perfil radicalmente diferente al de los padres radicalmente diferente al de los padres fundadores de la mecánica cuántica, que fundadores de la mecánica cuántica, que trabajaban solos o en pequeños grupos. trabajaban solos o en pequeños grupos.


Ahora se anuncia que las experiencias de Ahora se anuncia que las experiencias de principios del siglo XXI, tanto en el LCH principios del siglo XXI, tanto en el LCH como en el SSC, agruparán cada una de como en el SSC, agruparán cada una de ellas a más de un millar de físicos, ellas a más de un millar de físicos, procedentes de un centenar de institutos procedentes de un centenar de institutos diferentes. diferentes.

Uno se imagina mal al taciturno Dirac a la Uno se imagina mal al taciturno Dirac a la cabeza de esos ejércitos.cabeza de esos ejércitos.


Pero la comunidad de los físicos –es un hecho– Pero la comunidad de los físicos –es un hecho– se ha adaptado muy bien a esa nueva manera se ha adaptado muy bien a esa nueva manera de practicar la física, aunque sea sin duda de practicar la física, aunque sea sin duda mediante un proceso de selección natural. mediante un proceso de selección natural.

Sin caer en un lirismo exagerado, puede decirse Sin caer en un lirismo exagerado, puede decirse que la ciencia ha realizado aquí su más alta que la ciencia ha realizado aquí su más alta misión: la de unir a los hombres. misión: la de unir a los hombres.

El caso de la física de las partículas es incluso El caso de la física de las partículas es incluso ejemplar: no abundan tanto los lugares donde ejemplar: no abundan tanto los lugares donde trabajen juntas, alrededor de la misma idea, trabajen juntas, alrededor de la misma idea, personas de nacionalidades tan distintas. personas de nacionalidades tan distintas.


Aunque el poder federativo de los grandes Aunque el poder federativo de los grandes proyectos no llega a suprimir las fronteras, proyectos no llega a suprimir las fronteras, permite muchas veces olvidarlas. permite muchas veces olvidarlas.

Dicho esto, habría que ser muy miope para no Dicho esto, habría que ser muy miope para no discernir algunos problemas que plantea esta discernir algunos problemas que plantea esta forma de trabajar. forma de trabajar.

La dimensión de los proyectos tiene La dimensión de los proyectos tiene consecuencias importantes en la vida cotidiana consecuencias importantes en la vida cotidiana de los científicos, en la enseñanza y en el propio de los científicos, en la enseñanza y en el propio futuro de las ciencias. futuro de las ciencias.

¿A qué se parecerán los laboratorios del siglo ¿A qué se parecerán los laboratorios del siglo XXI? XXI?


Detrás de esa pregunta surgen más, una Detrás de esa pregunta surgen más, una

tras otra. tras otra.

¿Son los grandes instrumentos unas ¿Son los grandes instrumentos unas

buenas herramientas para formar a los buenas herramientas para formar a los

jóvenes investigadores? jóvenes investigadores?

¿Pueden estos últimos colaborar de forma ¿Pueden estos últimos colaborar de forma

creativa en empresas de tal envergadura? creativa en empresas de tal envergadura?


¿Cómo acompasar los largos plazos de ¿Cómo acompasar los largos plazos de construcción de esas máquinas con la carrera construcción de esas máquinas con la carrera de quienes participan en ello? de quienes participan en ello?

Cuando una experiencia necesita los esfuerzos Cuando una experiencia necesita los esfuerzos conjugados de varios cientos de físicos, ¿según conjugados de varios cientos de físicos, ¿según qué criterios evaluar los méritos de cada uno de qué criterios evaluar los méritos de cada uno de ellos? ellos?

¿Y cómo, en esos contextos tan pesados, ¿Y cómo, en esos contextos tan pesados, conservar el frescor mental y el sentido de la conservar el frescor mental y el sentido de la iniciativa?iniciativa?

Los tiempos cambianLos tiempos cambian

Las dificultades con que se topan los Las dificultades con que se topan los

físicos norteamericanos para obtener la físicos norteamericanos para obtener la

financiación del SSC son un síntoma de financiación del SSC son un síntoma de

que los tiempos han cambiado mucho. que los tiempos han cambiado mucho.

La crisis económica se ha instalado, La crisis económica se ha instalado,

reduciendo los presupuestos de los reduciendo los presupuestos de los

Estados y modificando sus prioridades. Estados y modificando sus prioridades.


Al darse cuenta de que no se puede hacer todo, Al darse cuenta de que no se puede hacer todo, ni financiar todo, los poderes públicos se lo ni financiar todo, los poderes públicos se lo piensan dos veces, e incluso más, antes de piensan dos veces, e incluso más, antes de negar o aceptar los compromisos que les negar o aceptar los compromisos que les reclaman los científicos. reclaman los científicos.

El ritmo de los grandes proyectos disminuye. El ritmo de los grandes proyectos disminuye. Cada paso exige más tiempo, prueba de la Cada paso exige más tiempo, prueba de la

verdad tautológica según la cual es difícil verdad tautológica según la cual es difícil acelerar en tiempos de recesión.acelerar en tiempos de recesión.


La coyuntura favorable de los «Treinta La coyuntura favorable de los «Treinta Años Gloriosos» la hemos dejado atrás, y Años Gloriosos» la hemos dejado atrás, y la ciencia llamada «pura» resulta la ciencia llamada «pura» resulta penalizada. penalizada.

Se le exige que domine su propio dominio.Se le exige que domine su propio dominio.Sus grandes proyectos son duramente Sus grandes proyectos son duramente

discutidos, defendidos de forma discutidos, defendidos de forma contradictoria y apasionada. contradictoria y apasionada.


Ninguno de ellos es aceptado ya por Ninguno de ellos es aceptado ya por

las buenas. las buenas.

Y es que se han convertido ya no Y es que se han convertido ya no

sólo en desafíos científicos y sólo en desafíos científicos y

técnicos, sino también en apuestas técnicos, sino también en apuestas

políticas y estratégicas. políticas y estratégicas.


Antes el Estado dejaba que se hicieran las Antes el Estado dejaba que se hicieran las investigaciones, ahora él las encarga. investigaciones, ahora él las encarga.

Hemos de convenir que no es lo mismo. Hemos de convenir que no es lo mismo. Principalmente, los factores que determinan el Principalmente, los factores que determinan el

desarrollo de la ciencia y sus orientaciones desarrollo de la ciencia y sus orientaciones escapan en gran parte a quienes la hacen y la escapan en gran parte a quienes la hacen y la viven. viven.

Y la investigación se ver restringida, ya no por Y la investigación se ver restringida, ya no por los inquisidores, sino por los ministros de los inquisidores, sino por los ministros de Economía y Hacienda.Economía y Hacienda.


Hay que añadir a esto la crisis de la Hay que añadir a esto la crisis de la investigación gratuita (pero costosa) y investigación gratuita (pero costosa) y desinteresada. desinteresada.

Desde luego esa crisis no es una Desde luego esa crisis no es una novedad. novedad.

La física nunca ha ocupado el Parnaso y La física nunca ha ocupado el Parnaso y la imagen ideal de una investigación pura, la imagen ideal de una investigación pura, resultado de una concepción inmaculada, resultado de una concepción inmaculada, es esencialmente quimérica e ingenua. es esencialmente quimérica e ingenua.


Lejos de ser un enclave de armonía y de Lejos de ser un enclave de armonía y de transparencia dedicado al culto exclusivo del transparencia dedicado al culto exclusivo del espíritu, la ciencia está atrapada en todos los espíritu, la ciencia está atrapada en todos los sistemas: políticos, financieros, estratégicos, sistemas: políticos, financieros, estratégicos, que se entrelazan en la sociedad. que se entrelazan en la sociedad.

Esto es todavía más evidente en cuanto a la Esto es todavía más evidente en cuanto a la ciencia pesada, que debido a la organización ciencia pesada, que debido a la organización que implica, sólo es viable si se adoptan que implica, sólo es viable si se adoptan resoluciones explícitas a su favor y si se le resoluciones explícitas a su favor y si se le conceden medios importantes. conceden medios importantes.


Pensemos en Cristóbal Colón. Pensemos en Cristóbal Colón. Ya en su tiempo se dedicaba a la ciencia Ya en su tiempo se dedicaba a la ciencia

pesada: sus carabelas sólo pudieron partir a pesada: sus carabelas sólo pudieron partir a descubrir el mundo gracias al apoyo del Estado. descubrir el mundo gracias al apoyo del Estado.

Su aventura mezclaba inseparablemente Su aventura mezclaba inseparablemente ambición, ser de conocimientos, apetito de ambición, ser de conocimientos, apetito de riqueza y sueños de gloria, cosas todas riqueza y sueños de gloria, cosas todas necesarias hoy también para lanzar grandes necesarias hoy también para lanzar grandes proyectos. proyectos.


El conocimiento del mundo siempre El conocimiento del mundo siempre ha sido movido por un gran abanico ha sido movido por un gran abanico de motivaciones, y en todos los de motivaciones, y en todos los tiempos ha necesitado la generosidad tiempos ha necesitado la generosidad del soberano. del soberano.

No existe curiosidad sin costo, ni No existe curiosidad sin costo, ni espíritu conquistador sin agitación de espíritu conquistador sin agitación de la libido.la libido.


Lo que ha cambiado es que hoy más que nunca Lo que ha cambiado es que hoy más que nunca conviene ser eficaz y rentable. conviene ser eficaz y rentable.

Por ello las investigaciones declaradas sin Por ello las investigaciones declaradas sin utilidad inmediata tienen dificultades para utilidad inmediata tienen dificultades para justificar su pretensión, en tanto en cuanto lo justificar su pretensión, en tanto en cuanto lo que más se les cuestiona es su utilidad que más se les cuestiona es su utilidad inmediata. inmediata.

¿Para qué sirves?, se les pregunta sin cesar, ¿Para qué sirves?, se les pregunta sin cesar, olvidando que no forzosamente hay una razón olvidando que no forzosamente hay una razón en todo lo que comporta una posibilidad de en todo lo que comporta una posibilidad de grandeza. grandeza.


Es algo así como si a los poetas se les Es algo así como si a los poetas se les propusiera disertar sobre la utilidad de las propusiera disertar sobre la utilidad de las estrellas, de los colores del cielo de abril o de la estrellas, de los colores del cielo de abril o de la melancolía de las damiselas. melancolía de las damiselas.

Prestándose al juego, los agentes de esas Prestándose al juego, los agentes de esas investigaciones tratan de mostrar que también investigaciones tratan de mostrar que también son útiles para la sociedad, que entablan son útiles para la sociedad, que entablan contactos fructíferos con la industria, que tienen contactos fructíferos con la industria, que tienen consecuencias tecnológicas impresionantes. consecuencias tecnológicas impresionantes.

Tienen ejemplos que citar, como el de los Tienen ejemplos que citar, como el de los detectores de detectores de Georges CharpakGeorges Charpak, cuyos , cuyos principios sirven hoy en medicina y en biología.principios sirven hoy en medicina y en biología.


Pero hay que decir que en general la Pero hay que decir que en general la prueba es difícil de administrar a quienes prueba es difícil de administrar a quienes anteponen el aspecto financiero de las anteponen el aspecto financiero de las cosas. cosas.

¿Significa eso que la física de las ¿Significa eso que la física de las partículas está a merced de una supresión partículas está a merced de una supresión presupuestaria? presupuestaria?

¿Se habrá pasado de moda la búsqueda ¿Se habrá pasado de moda la búsqueda de lo infinitamente pequeño? de lo infinitamente pequeño?


Algunos lo dicen, sin duda Algunos lo dicen, sin duda equivocadamente. equivocadamente.

Pero lo que sí hay que saber es hasta Pero lo que sí hay que saber es hasta dónde conviene financiar esos grandes dónde conviene financiar esos grandes equipamientos. equipamientos.

Y eso nos enfrenta a la cuestión de Y eso nos enfrenta a la cuestión de nuestros deseos, nuestros anhelos y nuestros deseos, nuestros anhelos y nuestros medios.nuestros medios.


Cuestión candente, y no sólo de actualidad, ya Cuestión candente, y no sólo de actualidad, ya que el hecho de tener un enfoque estructurado y que el hecho de tener un enfoque estructurado y racional hacia el saber o el conocimiento revela racional hacia el saber o el conocimiento revela elecciones conscientes, y no automatismos. elecciones conscientes, y no automatismos.

Es simplemente un acto de envergadura Es simplemente un acto de envergadura metafísica. metafísica.

Ya que al inicio de la ciencia, por mucho que se Ya que al inicio de la ciencia, por mucho que se diga, siempre hay una pulsión, un credo, una diga, siempre hay una pulsión, un credo, una voluntad, que no son reductibles a la propia voluntad, que no son reductibles a la propia ciencia. ciencia.


Ni el espíritu de conquista ni el deseo de Ni el espíritu de conquista ni el deseo de entender figuran, que sepamos, en la lista de las entender figuran, que sepamos, en la lista de las leyes físicas, y la fe en la ciencia es, ante todo y leyes físicas, y la fe en la ciencia es, ante todo y siempre, una fe. siempre, una fe.

Por ejemplo, pensar (como muchos físicos) que Por ejemplo, pensar (como muchos físicos) que existe en las profundidades de la materia una existe en las profundidades de la materia una verdad oculta como un tesoro, esperando al verdad oculta como un tesoro, esperando al explorador que la exhiba como a una diosa explorador que la exhiba como a una diosa imperecedera, es adherirse a un credo, no a un imperecedera, es adherirse a un credo, no a un hecho científico.hecho científico.


He ahí un palmo de narices con que, de paso, la He ahí un palmo de narices con que, de paso, la

moribunda metafísica deja a la dinámica física. moribunda metafísica deja a la dinámica física.

Por más que esta última se haya presentado Por más que esta última se haya presentado

frecuentemente como el exorcismo de la frecuentemente como el exorcismo de la

metafísica, no se ha desprendido totalmente de metafísica, no se ha desprendido totalmente de

ella, ¿ya no se puede probar por medio de la ella, ¿ya no se puede probar por medio de la

física que haya que financiar una investigación física que haya que financiar una investigación

fundamental para la física! fundamental para la física!


¿Qué supremacía puede reinvindicar ¿Qué supremacía puede reinvindicar

la física, si no lleva en sí misma su la física, si no lleva en sí misma su

propia legitimidad? propia legitimidad?

Sus ecuaciones no dicen nada sobre Sus ecuaciones no dicen nada sobre

el porcentaje del PIB que conviene el porcentaje del PIB que conviene

reservarle. reservarle.


Por tanto, aunque sea razonable practicar Por tanto, aunque sea razonable practicar la física, hay que reconocer que lo es la física, hay que reconocer que lo es según criterios que no tienen nada que ver según criterios que no tienen nada que ver con la propia física. con la propia física.

En tanto que actividad intelectual y social, En tanto que actividad intelectual y social, ésta encuentra su legitimidad fuera de su ésta encuentra su legitimidad fuera de su propio acervo: es lo que podríamos llamar propio acervo: es lo que podríamos llamar un un teorema de Gödelteorema de Gödel de la física. de la física.


Si se decide practicar la física, no es Si se decide practicar la física, no es porque sea algo que se imponga a porque sea algo que se imponga a nosotros, sino porque le reconocemos un nosotros, sino porque le reconocemos un sentido y un valor a tal actividad. sentido y un valor a tal actividad.

Por eso las únicas preguntas verdaderas Por eso las únicas preguntas verdaderas que se nos plantean son: ¿queremos que se nos plantean son: ¿queremos practicar la física? practicar la física?

Y ¿qué sentido tiene ello para nosotros?Y ¿qué sentido tiene ello para nosotros?

Pensar en la cienciaPensar en la cienciaLos físicos sueñan con la Los físicos sueñan con la

unificación. unificación. ¿Cuál es el sentido de su ¿Cuál es el sentido de su

búsqueda? búsqueda? ¿A qué aspira ésta exactamente, ¿A qué aspira ésta exactamente,

y cómo hacer para compartirla?y cómo hacer para compartirla?

La utopía del todoLa utopía del todo Partamos de una observación. Partamos de una observación. A finales del siglo XIX, lord Kelvin, científico A finales del siglo XIX, lord Kelvin, científico

eminente, decía que sentía de antemano eminente, decía que sentía de antemano compasión por los futuros físicos. compasión por los futuros físicos.

La física, según él, había llegado a sus fines, y La física, según él, había llegado a sus fines, y por tanto a su fin, y ya no tendrían nada por tanto a su fin, y ya no tendrían nada interesante que estudiar. interesante que estudiar.

Hemos visto en la primera parte hasta qué punto Hemos visto en la primera parte hasta qué punto se equivocaba. se equivocaba.

La utopía del todoLa utopía del todoAlgo más tarde, a finales de los años Algo más tarde, a finales de los años

veinte, Max Born, eminente físico veinte, Max Born, eminente físico

también, contaba a quien quisiera también, contaba a quien quisiera

oírle que «oírle que «la física se terminaría en la física se terminaría en

seis mesesseis meses». ».

Sabemos lo que ha pasado. Sabemos lo que ha pasado.

La utopía del todoLa utopía del todoY resulta que hoy se habla del fin Y resulta que hoy se habla del fin

inminente de la física teórica: estando la inminente de la física teórica: estando la gran unificación de las interacciones gran unificación de las interacciones (según parece) a punto de realizarse, a (según parece) a punto de realizarse, a los teóricos no les quedaría más que los teóricos no les quedaría más que declararse en paro técnico. declararse en paro técnico.

Paralelamente, se habla de otro presunto Paralelamente, se habla de otro presunto fin, ¡ni más ni menos que el de la Historia!fin, ¡ni más ni menos que el de la Historia!

La utopía del todoLa utopía del todo La trampa en que había caído Kelvin era al La trampa en que había caído Kelvin era al

parecer de las de reactivación rápida, sobre parecer de las de reactivación rápida, sobre todo a fin de siglo. todo a fin de siglo.

La idea de desenlace es decididamente un virus La idea de desenlace es decididamente un virus del pensamiento, contra el que no existe vacuna del pensamiento, contra el que no existe vacuna conocida. conocida.

Sin embargo, la lista de los problemas que Sin embargo, la lista de los problemas que siguen planteándoseles a los físicos es bastante siguen planteándoseles a los físicos es bastante larga, tan larga que cualquier acercamiento a larga, tan larga que cualquier acercamiento a una gran certidumbre no sería más que lo que una gran certidumbre no sería más que lo que Edgar MorinEdgar Morin llama un «embarazo psicológico». llama un «embarazo psicológico».

La utopía del todoLa utopía del todoAdemás, aunque todo pareciese indicar Además, aunque todo pareciese indicar

que la física ha llegado al final de su que la física ha llegado al final de su

recorrido, no tendría medios para decirlo recorrido, no tendría medios para decirlo

ella misma: pararse no quiere decir haber ella misma: pararse no quiere decir haber

llegado, eso lo saben bien los alpinistas. llegado, eso lo saben bien los alpinistas.

Desconfiemos pues del culto al punto final Desconfiemos pues del culto al punto final

y cuidémonos de no ser presuntuosos. y cuidémonos de no ser presuntuosos.

La utopía del todoLa utopía del todo Jamás estarán los físicos definitivamente a Jamás estarán los físicos definitivamente a

salvo de una nueva crisis, análoga a la que los salvo de una nueva crisis, análoga a la que los sacudió a principios del siglo XX: un hecho sacudió a principios del siglo XX: un hecho inesperado, una nueva experiencia, una mayor inesperado, una nueva experiencia, una mayor precisión en las medidas podrían revelar fallos precisión en las medidas podrían revelar fallos en lo que hoy consideran perfecto, y reactivar la en lo que hoy consideran perfecto, y reactivar la marcha de la ciencia.marcha de la ciencia.

Hilar fino no significa forzosamente el fin del Hilar fino no significa forzosamente el fin del hilo.hilo.

La utopía del todoLa utopía del todo Volvamos a la unidad. Volvamos a la unidad. Los temas subyacentes en las teorías unitarias siguen Los temas subyacentes en las teorías unitarias siguen

siendo cercanos a los que animaban las discusiones de siendo cercanos a los que animaban las discusiones de los filósofos griegos, a quienes la tensión entre lo los filósofos griegos, a quienes la tensión entre lo Uno y Uno y lo Múltiplelo Múltiple sirvió de guía: nuestros sentidos nos reflejan sirvió de guía: nuestros sentidos nos reflejan un mundo constituido por una infinita variedad de cosas un mundo constituido por una infinita variedad de cosas y de fenómenos, pero para entenderlo debemos y de fenómenos, pero para entenderlo debemos introducir en él algún tipo de orden, es decir, una introducir en él algún tipo de orden, es decir, una apariencia de unidad. apariencia de unidad.

De ahí la creencia de que existe un principio De ahí la creencia de que existe un principio fundamental, y al mismo tiempo la dificultad de extraer fundamental, y al mismo tiempo la dificultad de extraer de él la infinita variedad de las cosas.de él la infinita variedad de las cosas.

La utopía del todoLa utopía del todoMuchos pensadores se han inclinado Muchos pensadores se han inclinado

hacia el hacia el monismomonismo, es decir, la explicación , es decir, la explicación

de los fenómenos a partir de un solo de los fenómenos a partir de un solo

principio. principio.

La propia ciencia ha intentado siempre La propia ciencia ha intentado siempre

avanzar uniendo entre sí fenómenos avanzar uniendo entre sí fenómenos

aparentemente no vinculados. aparentemente no vinculados.

La utopía del todoLa utopía del todoComprender el mundo, para un científico, Comprender el mundo, para un científico,

es describirlo mediante un pequeño es describirlo mediante un pequeño número de leyes, es reducir la diversidad número de leyes, es reducir la diversidad de los fenómenos y las apariencias a las de los fenómenos y las apariencias a las combinaciones múltiples de algunos combinaciones múltiples de algunos elementos simples, es reducir las elementos simples, es reducir las innumerables fuerzas que se manifiestan innumerables fuerzas que se manifiestan en el Universo al juego complejo de unas en el Universo al juego complejo de unas cuantas fuerzas básicas. cuantas fuerzas básicas.

La utopía del todoLa utopía del todoEn el siglo XVII, continuando los trabajos En el siglo XVII, continuando los trabajos

de Galileo, Newton propone explicar con de Galileo, Newton propone explicar con una misma ley la caída de las manzanas una misma ley la caída de las manzanas del vergel del vecino y el movimiento del vergel del vecino y el movimiento lejano de los planetas. lejano de los planetas.

Reúne así en una explicación común dos Reúne así en una explicación común dos mundos hasta entonces separados por mundos hasta entonces separados por tradiciones mitológicas, religiosas y tradiciones mitológicas, religiosas y filosóficas: el cielo y la Tierra.filosóficas: el cielo y la Tierra.

La utopía del todoLa utopía del todo Este esfuerzo de síntesis es un esfuerzo Este esfuerzo de síntesis es un esfuerzo

metafísico, que responde a una necesidad del metafísico, que responde a una necesidad del espíritu, sin duda irreprimible: la de unificar y espíritu, sin duda irreprimible: la de unificar y enlazar. enlazar.

Quizá sea engañosa, ya que la esperanza no Quizá sea engañosa, ya que la esperanza no sirve como prueba. sirve como prueba.

Podría ser que a pesar de nuestra vigilancia, Podría ser que a pesar de nuestra vigilancia, ese esfuerzo nos hiciese pasar por alto, ese esfuerzo nos hiciese pasar por alto, insospechadamente, otra tendencia del insospechadamente, otra tendencia del Universo: aquella, irreductible e insumisa, que lo Universo: aquella, irreductible e insumisa, que lo volvería refractario a todo orden y a toda ley, volvería refractario a todo orden y a toda ley, que lo confundiría imprevisiblemente.que lo confundiría imprevisiblemente.

La utopía del todoLa utopía del todoEsa tendencia, que Platón Esa tendencia, que Platón

llamaba «causalidad errante», es llamaba «causalidad errante», es quizás tenida en cuenta por el quizás tenida en cuenta por el Universo. Universo.

Ese Uno que ansiamos encontrar, Ese Uno que ansiamos encontrar, ¿no será tal vez una engañosa ¿no será tal vez una engañosa comodidad?comodidad?

La utopía del todoLa utopía del todo Vemos que la cuestión de la unidad en física, Vemos que la cuestión de la unidad en física,

más allá de las dificultades técnicas, acarrea más allá de las dificultades técnicas, acarrea muchas otras, de naturaleza más filosófica. muchas otras, de naturaleza más filosófica.

La diversidad de los fenómenos, la riqueza de lo La diversidad de los fenómenos, la riqueza de lo real, la infinita variedad de los detalles, toda esa real, la infinita variedad de los detalles, toda esa exuberancia del mundo sensible, ¿no ocultará exuberancia del mundo sensible, ¿no ocultará alguna simplicidad? alguna simplicidad?

¿Podríamos acaso ajustarle, por vía del ¿Podríamos acaso ajustarle, por vía del intelecto, algún fondo simplificador? intelecto, algún fondo simplificador?

La utopía del todoLa utopía del todo¿Sabremos fisionar el núcleo de las ¿Sabremos fisionar el núcleo de las

contingencias y las particularidades? contingencias y las particularidades? ¿Está el mundo realmente hecho para ¿Está el mundo realmente hecho para

desembocar en una bella teoría, única y desembocar en una bella teoría, única y bien hilada? bien hilada?

¿Cómo podríamos estar seguros, si ¿Cómo podríamos estar seguros, si tuviéramos una teoría así, de que no se tuviéramos una teoría así, de que no se deja nada olvidado en el camino?deja nada olvidado en el camino?

La utopía del todoLa utopía del todo Los excesos del reduccionismo han mostrado que Los excesos del reduccionismo han mostrado que

se puede muy bien mutilar la realidad al querer se puede muy bien mutilar la realidad al querer unificarla demasiado. unificarla demasiado.

La idea de un saber absoluto sólo tiene sentido si lo La idea de un saber absoluto sólo tiene sentido si lo absoluto es del orden del saber, cosa que no está absoluto es del orden del saber, cosa que no está garantizada: ¿quién dice que esa unidad que garantizada: ¿quién dice que esa unidad que encontraríamos no tendría apéndices, y que el encontraríamos no tendría apéndices, y que el espíritu humano no está condenado a aprehender espíritu humano no está condenado a aprehender parcialmente la realidad? parcialmente la realidad?

Podría ser que una teoría unificada fuese algo así Podría ser que una teoría unificada fuese algo así como el como el MesíasMesías: destinada sobre todo a ser : destinada sobre todo a ser esperada.esperada.

La utopía del todoLa utopía del todoHay pues que ponerles Hay pues que ponerles

cierta sordina a los cierta sordina a los discursos grandilocuentes discursos grandilocuentes que se oyen aquí y allá que se oyen aquí y allá sobre una inminente «sobre una inminente «teoría teoría del Tododel Todo».».

La utopía del todoLa utopía del todoEn primer lugar, porque queda En primer lugar, porque queda

todavía mucho camino de todavía mucho camino de descubrimientos por recorrer entre la descubrimientos por recorrer entre la física de los 100 GeV (la del LEP) y la física de los 100 GeV (la del LEP) y la de los primerísimos instantes del de los primerísimos instantes del Universo (10Universo (101919 GeV), cuando la GeV), cuando la gravitación y el electromagnetismo gravitación y el electromagnetismo todavía pugnaban por abrirse paso. todavía pugnaban por abrirse paso.

La utopía del todoLa utopía del todoDijesen lo que dijesen lord Kelvin Dijesen lo que dijesen lord Kelvin

y Max Born, hay en este desafío y Max Born, hay en este desafío

intelectual materia para excitar a intelectual materia para excitar a

generaciones enteras de generaciones enteras de

investigadores, y numerosas investigadores, y numerosas

revoluciones en perspectiva.revoluciones en perspectiva.

La utopía del todoLa utopía del todoPor otra parte, una Por otra parte, una teoría del Todoteoría del Todo no nos no nos

permitiría tampoco codearnos con la permitiría tampoco codearnos con la omnisciencia. omnisciencia.

Una visión pretendidamente integral del Una visión pretendidamente integral del mundo no sería mundo no sería ipso facto ipso facto integrista, ya integrista, ya que no nos permitiría calcularlo todo: sus que no nos permitiría calcularlo todo: sus ecuaciones serían tan complejas que ecuaciones serían tan complejas que serían imposibles de resolver, salvo en serían imposibles de resolver, salvo en casos idealmente simples. casos idealmente simples.

La utopía del todoLa utopía del todoEl diablo (que no hay que olvidar El diablo (que no hay que olvidar

nuca) merodea seguramente en nuca) merodea seguramente en torno a los detalles. torno a los detalles.

Y a propósito, ¿cómo se Y a propósito, ¿cómo se comprueban unas ecuaciones comprueban unas ecuaciones que no se saben resolver?que no se saben resolver?

La utopía del todoLa utopía del todoTras esa denominación de Tras esa denominación de teoría del Todoteoría del Todo, ,

hay un abuso de lenguaje. hay un abuso de lenguaje. Es ilegítimo concebir un objeto al que Es ilegítimo concebir un objeto al que

llamaríamos llamaríamos TodoTodo y que no englobase el y que no englobase el movimiento del pensamiento que lo movimiento del pensamiento que lo concibe. concibe.

Ese concepto es pues una paradoja, como Ese concepto es pues una paradoja, como ya sabemos, al menos desde Gödel.ya sabemos, al menos desde Gödel.

La utopía del todoLa utopía del todoUna Una teoría del Todoteoría del Todo digna de digna de

ese nombre debería poder ese nombre debería poder hablarnos de la conciencia y hablarnos de la conciencia y de la vida, cosa que no hacen de la vida, cosa que no hacen las teorías físicas más las teorías físicas más avanzadas. avanzadas.

La utopía del todoLa utopía del todoY si algún día lo consiguieran, no Y si algún día lo consiguieran, no

por ello quedarían limpias del por ello quedarían limpias del reproche iracundo que reproche iracundo que NietzscheNietzsche les hacía en les hacía en El Gay saberEl Gay saber a a aquellos que pretendían explicar aquellos que pretendían explicar la existencia únicamente la existencia únicamente mediante las ideas físicas:mediante las ideas físicas:

La utopía del todoLa utopía del todoHay ante todo que negarse a Hay ante todo que negarse a

toda costa a privar a la existencia toda costa a privar a la existencia de su carácter protéico; el buen de su carácter protéico; el buen gusto lo exige, señores míos, gusto lo exige, señores míos, ¡respeto a todo aquello que cae ¡respeto a todo aquello que cae más allá de nuestro horizonte!más allá de nuestro horizonte!

La utopía del todoLa utopía del todo Que sólo sea correcta una interpretación del Que sólo sea correcta una interpretación del

mundo que les dé la razón a ustedes, una mundo que les dé la razón a ustedes, una interpretación que autorice a investigar y a interpretación que autorice a investigar y a proseguir unos trabajos en el sentido que proseguir unos trabajos en el sentido que ustedes llaman científico, que sólo sea correcta ustedes llaman científico, que sólo sea correcta una interpretación del mundo que permita una interpretación del mundo que permita únicamente contar, calcular, pesar, ver y tocar, únicamente contar, calcular, pesar, ver y tocar, no es sino torpeza e ingenuidad, por no decir no es sino torpeza e ingenuidad, por no decir demencia e idiotez. demencia e idiotez.

La utopía del todoLa utopía del todo¿No es acaso más probable ¿No es acaso más probable

que lo primero, y quizá lo que lo primero, y quizá lo único, de la existencia que único, de la existencia que podamos alcanzar, sea lo más podamos alcanzar, sea lo más superficial, lo más exterior, lo superficial, lo más exterior, lo más aparente? más aparente?

La utopía del todoLa utopía del todo¿Solamente su epidermis? ¿Solamente su epidermis? ¿Sus manifestaciones concretas? ¿Sus manifestaciones concretas? Una interpretación «científica» del Una interpretación «científica» del

mundo, tal y como ustedes la mundo, tal y como ustedes la entienden, señores míos, podría ser entienden, señores míos, podría ser una de las más necias y estúpidas de una de las más necias y estúpidas de todas cuantas son posiblestodas cuantas son posibles..

La utopía del todoLa utopía del todoPero, unificar las cuatro interacciones Pero, unificar las cuatro interacciones

fundamentales es una hermosa fundamentales es una hermosa esperanza, un gran sueño, y hay que esperanza, un gran sueño, y hay que presentar esa esperanza con la presentar esa esperanza con la consideración que se merece. consideración que se merece.

Recientemente los teóricos han realizado Recientemente los teóricos han realizado inmensos progresos, aunque la inmensos progresos, aunque la gravitación siga siendo imposible de gravitación siga siendo imposible de formular en un campo cuántico. formular en un campo cuántico.

La utopía del todoLa utopía del todoAl igual que los paleontólogos, que a Al igual que los paleontólogos, que a

partir de un diente reconstituyen un partir de un diente reconstituyen un esqueleto, están por el momento esqueleto, están por el momento considerando las colosales energías considerando las colosales energías de los primerísimos instantes del de los primerísimos instantes del Universo, cuando tres de esas cuatro Universo, cuando tres de esas cuatro fuerzas eran una sola. fuerzas eran una sola.

La utopía del todoLa utopía del todoComo cualquier poesía de los Como cualquier poesía de los

comienzos, sus especulaciones nos comienzos, sus especulaciones nos hacen sucumbir a una fascinación hacen sucumbir a una fascinación turbia: la de las brumas de la aurora, turbia: la de las brumas de la aurora, y el siempre recurrente problema de y el siempre recurrente problema de qué fue primero, el huevo o la gallina, qué fue primero, el huevo o la gallina, vuelve a mofarse de nosotros.vuelve a mofarse de nosotros.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaPuede temerse que la voluntad de Puede temerse que la voluntad de

obtener siempre mejores resultados obtener siempre mejores resultados experimentales termine por apagar la experimentales termine por apagar la dimensión reflexiva del oficio de dimensión reflexiva del oficio de físico. físico.

Ser científico no es sólo jugar con Ser científico no es sólo jugar con grandes instrumentos y aplaudir una grandes instrumentos y aplaudir una línea de presupuestos. línea de presupuestos.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaEs también reflexionar, meditar los Es también reflexionar, meditar los

conceptos, crear otros nuevos, captar su conceptos, crear otros nuevos, captar su alcance, considerar su sentido. No basta alcance, considerar su sentido. No basta pues con haber convertido una ciencia en pues con haber convertido una ciencia en predictiva para agotar su contenido. predictiva para agotar su contenido.

En En Prédire n’est pas expliquerPrédire n’est pas expliquer, , René René ThomThom lo dice con palabras que arrancarán lo dice con palabras que arrancarán alguna mueca:alguna mueca:

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaSi reducimos la ciencia a un mero Si reducimos la ciencia a un mero

conjunto de recetas que funcionan, no conjunto de recetas que funcionan, no estaremos en una situación estaremos en una situación intelectualmente superior a la de la rata intelectualmente superior a la de la rata que sabe que si aprieta una palanca, la que sabe que si aprieta una palanca, la comida caerá en su comedero. comida caerá en su comedero.

La teoría pragmatista de la ciencia nos La teoría pragmatista de la ciencia nos reduce a la situación de la rata en su reduce a la situación de la rata en su jaula.jaula.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnica Demasiadas veces hemos descuidado pensar la ciencia Demasiadas veces hemos descuidado pensar la ciencia

con el pretexto de que «con el pretexto de que «ya es bastante difícil hacerla ya es bastante difícil hacerla avanzaravanzar». ».

Las consecuencias de ese abandono son graves, tan Las consecuencias de ese abandono son graves, tan pesadas como la ciencia del mismo nombre: el día en pesadas como la ciencia del mismo nombre: el día en que haya perdido todo contacto con sus raíces que haya perdido todo contacto con sus raíces especulativas y filosóficas, estará, si no completamente especulativas y filosóficas, estará, si no completamente agotada, al menos definitivamente separada de la agotada, al menos definitivamente separada de la tradición que la ha hecho avanzar hasta el nivel actual; tradición que la ha hecho avanzar hasta el nivel actual; sólo el pensamiento tecnicista invadirá como un gas sólo el pensamiento tecnicista invadirá como un gas todo el pensamiento sabio, y se acabará el auténtico todo el pensamiento sabio, y se acabará el auténtico espíritu científico. espíritu científico.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnica Nuestras sociedades, colmadas ya de técnicas, Nuestras sociedades, colmadas ya de técnicas,

emiten una señal inquietante: el público en emiten una señal inquietante: el público en general ya no discierne entre la ciencia, cuyo general ya no discierne entre la ciencia, cuyo objetivo es el conocimiento, y las aplicaciones objetivo es el conocimiento, y las aplicaciones derivadas de ella. derivadas de ella.

La ciencia ya no se identifica primero como una La ciencia ya no se identifica primero como una fuente de conocimientos, ni siquiera como una fuente de conocimientos, ni siquiera como una de las grandes etapas en que el intelecto de las grandes etapas en que el intelecto agudiza su forma y su técnica. agudiza su forma y su técnica.

Se la confunde con el conjunto de sus Se la confunde con el conjunto de sus consecuencias prácticas.consecuencias prácticas.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaParalelamente a la física pesada, hemos Paralelamente a la física pesada, hemos

entonces de volver a una reflexión entonces de volver a una reflexión ambiciosa sobre los fundamentos de la ambiciosa sobre los fundamentos de la física y el significado que tiene para física y el significado que tiene para nosotros. nosotros.

No basta con decir cómo esperamos No basta con decir cómo esperamos descubrir el descubrir el bosón de Higgsbosón de Higgs, sino saber , sino saber por qué esa investigación tiene un por qué esa investigación tiene un significado para nosotros. significado para nosotros.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnica La amplitud de los proyectos experimentales no La amplitud de los proyectos experimentales no

debe condenarnos a un activismo febril, poco debe condenarnos a un activismo febril, poco fecundo en el plano intelectual. fecundo en el plano intelectual.

Por supuesto, eso es más fácil de escribir que Por supuesto, eso es más fácil de escribir que de hacer, ya que «no se consigue avance, ni de hacer, ya que «no se consigue avance, ni reputación, ni premio Nobel, estancándose», reputación, ni premio Nobel, estancándose», observaba observaba Simone WeilSimone Weil en su libro en su libro Sur la Sur la science.science.

Pero recordemos el terrible retrato del científico Pero recordemos el terrible retrato del científico que esbozaba que esbozaba José Ortega y GassetJosé Ortega y Gasset (ya en (ya en 1930) en 1930) en La rebelión de las masasLa rebelión de las masas::

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaEs un hombre que, de todo lo que Es un hombre que, de todo lo que

hay que saber para ser un hay que saber para ser un personaje discreto, conoce sólo personaje discreto, conoce sólo una ciencia determinada, y aun una ciencia determinada, y aun de esa ciencia sólo conoce bien de esa ciencia sólo conoce bien la pequeña porción en que él es la pequeña porción en que él es activo investigador. activo investigador.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaLlega a proclamar como una Llega a proclamar como una

virtud el no enterarse de cuanto virtud el no enterarse de cuanto quede fuera del angosto paisaje quede fuera del angosto paisaje que especialmente cultiva y llama que especialmente cultiva y llama “dilettantismo” a la curiosidad por “dilettantismo” a la curiosidad por el conjunto del saber.el conjunto del saber.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaEl caso es que, recluido en la El caso es que, recluido en la

estrechez de su campo visual, estrechez de su campo visual, consigue, en efecto, descubrir nuevos consigue, en efecto, descubrir nuevos hechos y hacer avanzar su ciencia, hechos y hacer avanzar su ciencia, que él apenas conoce, y con ella la que él apenas conoce, y con ella la enciclopedia del pensamiento, que enciclopedia del pensamiento, que concienzudamente desconoce.concienzudamente desconoce.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaEsta caricatura es evidentemente falsa en Esta caricatura es evidentemente falsa en

general. general. Pero debemos cuidar de que no deje Pero debemos cuidar de que no deje

nunca de ser exagerada. nunca de ser exagerada. Ya que la parcelación del saber, cada vez Ya que la parcelación del saber, cada vez

mayor, dificulta todavía más la integración mayor, dificulta todavía más la integración de la ciencia en el seno de la sociedad. de la ciencia en el seno de la sociedad.

La ciencia no es técnicaLa ciencia no es técnicaCuidémonos de que, atomizada, Cuidémonos de que, atomizada,

dando la espalda al humanismo, la dando la espalda al humanismo, la ciencia se convierta en una ciencia se convierta en una acumulación de recetas para uso de acumulación de recetas para uso de especialistas monocromáticos, especialistas monocromáticos, incapaces de proyectarse más allá de incapaces de proyectarse más allá de la competencia estrecha que les sirve la competencia estrecha que les sirve de definición.de definición.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo

Entre los pecados que quisiéramos Entre los pecados que quisiéramos hacerle confesar a la física de las hacerle confesar a la física de las altas energías, está el de haber altas energías, está el de haber acumulado una inmensa cantidad de acumulado una inmensa cantidad de datos, tan profusa y datos, tan profusa y disparatadamente que sería casi disparatadamente que sería casi imposible asimilarla e integrarla en imposible asimilarla e integrarla en una síntesis coherente. una síntesis coherente.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundoA este pecado mortal (a largo plazo), A este pecado mortal (a largo plazo),

René ThomRené Thom lo llama « lo llama «el hegemonismo de el hegemonismo de la fenomenologíala fenomenología». ».

Siendo escasísimos los espíritus que Siendo escasísimos los espíritus que serían capaces de entender algo en ese serían capaces de entender algo en ese magma de resultados, el peligro estribaría magma de resultados, el peligro estribaría en que la acumulación primase sobre la en que la acumulación primase sobre la reflexión, amputándole a la ciencia una reflexión, amputándole a la ciencia una parte de su trascendencia.parte de su trascendencia.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo ¿Es correcta esa pavorosa perspectiva? ¿Es correcta esa pavorosa perspectiva? No, ya que la crítica subyacente es refutada por No, ya que la crítica subyacente es refutada por

la propia existencia del modelo estándar, que la propia existencia del modelo estándar, que precisamente tiene el mérito de integrar todos precisamente tiene el mérito de integrar todos los datos recogidos hasta la fecha. los datos recogidos hasta la fecha.

Ya que el trabajo científico ha dado –en este Ya que el trabajo científico ha dado –en este caso– sus frutos, la acusación de pecar por caso– sus frutos, la acusación de pecar por «acumulación destemplada» no viene mucho a «acumulación destemplada» no viene mucho a cuento.cuento.


Paralelamente a esa crítica, Paralelamente a esa crítica, lamentamos muchas veces que la lamentamos muchas veces que la física moderna recurra a conceptos física moderna recurra a conceptos tan alejados de la experiencia tan alejados de la experiencia corriente que llegamos a perder toda corriente que llegamos a perder toda intuición sensible, e incluso todo intuición sensible, e incluso todo contacto. contacto.


René ThomRené Thom escribe en escribe en Prédire n’est pas expliquerPrédire n’est pas expliquer:: En tiempos de Arquímedes, cada quien podía, En tiempos de Arquímedes, cada quien podía,

en su bañera, comprobar la validez de su en su bañera, comprobar la validez de su principio. principio.

Hoy día ya no estamos en el punto de poder Hoy día ya no estamos en el punto de poder proceder a esa comprobación mediante la proceder a esa comprobación mediante la experiencia inmediata, ni siquiera mediante una experiencia inmediata, ni siquiera mediante una reflexión elaborada a partir de una experiencia reflexión elaborada a partir de una experiencia de cierta riqueza. de cierta riqueza.


Todo va demasiado lejos, todo es Todo va demasiado lejos, todo es demasiado refinado. demasiado refinado.

Y pienso que esa elaboración Y pienso que esa elaboración conduce sin embargo a cierto conduce sin embargo a cierto alejamiento del mundo tal y como lo alejamiento del mundo tal y como lo conocemos en los inmediato. conocemos en los inmediato.

Es sin lugar a dudas preocupante.Es sin lugar a dudas preocupante.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo Existe efectivamente una aparente extrañeza de Existe efectivamente una aparente extrañeza de

la ciencia respecto al lenguaje ordinario y la la ciencia respecto al lenguaje ordinario y la experiencia vivencial de los hombres. experiencia vivencial de los hombres.

Pero hay que aceptar esa situación, dando Pero hay que aceptar esa situación, dando muestras de fatalismo, y quizá también muestras de fatalismo, y quizá también manifestar nuestra admiración. manifestar nuestra admiración.

¿No es acaso esa complejidad el eco de los ¿No es acaso esa complejidad el eco de los innumerables ¡eureka! proferidos por los físicos innumerables ¡eureka! proferidos por los físicos después de Arquímedes? después de Arquímedes?


¿Por qué no ver en ello una ¿Por qué no ver en ello una conquista, más que una idea conquista, más que una idea preconcebida? preconcebida?

La extensión de la física hacia La extensión de la física hacia dimensiones muy distantes de dimensiones muy distantes de nosotros en el espacio y en el tiempo nosotros en el espacio y en el tiempo merece ser considerada como una merece ser considerada como una victoria del espíritu. victoria del espíritu.


Mejor aún: va en el mismo sentido que el Mejor aún: va en el mismo sentido que el movimiento científico que rechaza cada movimiento científico que rechaza cada vez más allá las fronteras del mundo que vez más allá las fronteras del mundo que somos capaces de describir. somos capaces de describir.

No hay nada grave en eso, más bien al No hay nada grave en eso, más bien al contrario. contrario.

Salvo, evidentemente, para los Salvo, evidentemente, para los divulgadores...divulgadores...


Es pues exagerado decir que la física Es pues exagerado decir que la física del siglo XX ha roto sus vínculos con del siglo XX ha roto sus vínculos con el mundo: simplemente los ha el mundo: simplemente los ha tensado para que vibren. tensado para que vibren.

Pero, ciertamente hay que saber Pero, ciertamente hay que saber escuchar sus cantos y discernir sus escuchar sus cantos y discernir sus murmullos.murmullos.


Hemos de reconocer que los físicos han Hemos de reconocer que los físicos han dado muestras de pereza y negligencia: dado muestras de pereza y negligencia: dedicados casi exclusivamente al aspecto dedicados casi exclusivamente al aspecto operativo de su disciplina, delectándose operativo de su disciplina, delectándose con la informática y olvidando interrogarse con la informática y olvidando interrogarse sobre el problema de los orígenes de la sobre el problema de los orígenes de la física y de las consecuencias que acarrea, física y de las consecuencias que acarrea, han pasado por alto el darla a conocer al han pasado por alto el darla a conocer al conjunto de la sociedad.conjunto de la sociedad.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo La física merece algo mejor que ese juicio La física merece algo mejor que ese juicio

extasiado que emitimos sobre sus extasiado que emitimos sobre sus consecuencias tecnológicas. consecuencias tecnológicas.

¿Acaso no es también portadora, como la ¿Acaso no es también portadora, como la ciencia en general, de una ética del ciencia en general, de una ética del conocimiento, insuficientemente señalada? conocimiento, insuficientemente señalada?

De entre todas las esferas del saber o del poder, De entre todas las esferas del saber o del poder, son pocas las que como ella confiesan son pocas las que como ella confiesan periódicamente: «Estaba equivocada».periódicamente: «Estaba equivocada».


Para colmo, la física ha dado a veces Para colmo, la física ha dado a veces la impresión de ser un asunto muy la impresión de ser un asunto muy poco intelectual, lo cual ha reforzado poco intelectual, lo cual ha reforzado mucho las tesis de quienes, mucho las tesis de quienes, confundiendo ciencia y tecnología, se confundiendo ciencia y tecnología, se niegan a reconocerle al saber niegan a reconocerle al saber científico un lugar preeminente en la científico un lugar preeminente en la cultura. cultura.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundoLos físicos no le han explicado al público Los físicos no le han explicado al público

en su momento el contenido, la riqueza y en su momento el contenido, la riqueza y la belleza intrínseca de la ciencia, ni sus la belleza intrínseca de la ciencia, ni sus implicaciones filosóficas. implicaciones filosóficas.

Sólo los resultados más recientes son Sólo los resultados más recientes son interesantes: la mecánica cuántica, que interesantes: la mecánica cuántica, que tiene edad para ser abuela, sigue tiene edad para ser abuela, sigue pendiente de su noviazgo con la cultura pendiente de su noviazgo con la cultura general.general.


Se ha vuelto urgente demostrar que Se ha vuelto urgente demostrar que en su conjunto la física es un en su conjunto la física es un verdadero germen de cultura, que verdadero germen de cultura, que hemos de describir y explicar más. hemos de describir y explicar más.

Desde luego, esa tarea no es nada Desde luego, esa tarea no es nada sencilla, y se le pueden encontrar sencilla, y se le pueden encontrar excusas al retraso de los físicos en excusas al retraso de los físicos en ese campo.ese campo.


La primera es que la física moderna La primera es que la física moderna no es transcribible e no es transcribible e in extensoin extenso en el en el lenguaje corriente, ya que los lenguaje corriente, ya que los conceptos familiares ya no son conceptos familiares ya no son válidos. válidos.

Hay que tener una gran capacidad de Hay que tener una gran capacidad de inventiva para conseguir explicar sus inventiva para conseguir explicar sus teorías de forma comprensible para teorías de forma comprensible para todos.todos.


Es de lamentar que esa cualidad no haya Es de lamentar que esa cualidad no haya sido suficientemente apreciada en el seno sido suficientemente apreciada en el seno de la comunidad científica. de la comunidad científica.

A veces ha sido incluso denigrada en A veces ha sido incluso denigrada en nombre de una reacción tipo «nombre de una reacción tipo «torre de torre de marfilmarfil», según la cual la admiración », según la cual la admiración debería empezar donde termina la debería empezar donde termina la comprensión.comprensión.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo La segunda dificultad estriba en los reproches La segunda dificultad estriba en los reproches

que se han venido haciendo a los científicos que que se han venido haciendo a los científicos que hablan de la ciencia al público en general; por hablan de la ciencia al público en general; por ejemplo, divulgar un saber que ellos mismos no ejemplo, divulgar un saber que ellos mismos no han elaborado, y del que sólo son los expertos o han elaborado, y del que sólo son los expertos o los depositarios. los depositarios.

Quienes hablan de la ciencia, es un hecho, no Quienes hablan de la ciencia, es un hecho, no son forzosamente los mismos que la hacen son forzosamente los mismos que la hacen avanzar. avanzar.

¿Pero no es esa apropiación del saber ¿Pero no es esa apropiación del saber característica del conjunto de los científicos? característica del conjunto de los científicos?

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo La ecuación de Dirac, que ya hemos La ecuación de Dirac, que ya hemos

mencionado, ¿no pertenece acaso (al igual que mencionado, ¿no pertenece acaso (al igual que la totalidad de la ciencia) a todos aquellos que la totalidad de la ciencia) a todos aquellos que han hecho por sí mismos el esfuerzo de han hecho por sí mismos el esfuerzo de comprenderla? comprenderla?

Es cierto que por unos injustos mecanismos de Es cierto que por unos injustos mecanismos de transferencia, quienes exponen la ciencia transferencia, quienes exponen la ciencia terminan por encarnar aquello de lo que hablan terminan por encarnar aquello de lo que hablan a los ojos del público. a los ojos del público.

Ese fenómeno de personalización, al parecer Ese fenómeno de personalización, al parecer inevitable, crea una ambigüedad muy real, pero inevitable, crea una ambigüedad muy real, pero inherente a la comunicación. inherente a la comunicación.


Será pues difícil suprimirla. Será pues difícil suprimirla.

Lo que hoy se hace evidente es que la Lo que hoy se hace evidente es que la

sociedad necesita conocer mejor la sociedad necesita conocer mejor la

ciencia, sus métodos y su contenido. ciencia, sus métodos y su contenido.

La cuestión que se le plantea ahora a la La cuestión que se le plantea ahora a la

comunidad científica es saber si acepta o comunidad científica es saber si acepta o

no hablar de sí misma de cara al exterior. no hablar de sí misma de cara al exterior.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo ¿Está dispuesta a que algunos de sus miembros ¿Está dispuesta a que algunos de sus miembros

se conviertan en mensajeros fuera de su se conviertan en mensajeros fuera de su territorio? territorio?

Otra cosa (pero que quizá sea la misma) que se Otra cosa (pero que quizá sea la misma) que se les achaca a los científicos que entran en les achaca a los científicos que entran en contacto con el público es la de evitar así, por contacto con el público es la de evitar así, por elusión, el juicio de sus pares, y gozar de elusión, el juicio de sus pares, y gozar de criterios de apreciación menos rigurosos, o de criterios de apreciación menos rigurosos, o de naturaleza muy distinta. naturaleza muy distinta.

Este reproche, por supuesto, es fundado, pero Este reproche, por supuesto, es fundado, pero quizá no sea tan grave.quizá no sea tan grave.

Abstracción y comunicación:Abstracción y comunicación: La física de las partículas es de lo La física de las partículas es de lo más abstracto, lo cual no es óbice para que algunos físicos lleguen más abstracto, lo cual no es óbice para que algunos físicos lleguen a hablar de ella con las manos. Aquí, el inolvidable Richard a hablar de ella con las manos. Aquí, el inolvidable Richard Feynman, pedagógo sin par, padre de la electrodinámica cuántica y Feynman, pedagógo sin par, padre de la electrodinámica cuántica y gracias a ello premio Nobel, imparte una conferencia en el gran gracias a ello premio Nobel, imparte una conferencia en el gran anfiteatro del CERN en 1965.anfiteatro del CERN en 1965.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo Last but not least:Last but not least: hasta hace muy poco, los hasta hace muy poco, los

medios de comunicación no se habían mostrado medios de comunicación no se habían mostrado muy cooperantes. muy cooperantes.

Es ciento que están sometidos a unas Es ciento que están sometidos a unas exigencias, unos modos de funcionamiento y exigencias, unos modos de funcionamiento y unos métodos que no son los mismos que los unos métodos que no son los mismos que los de la ciencia. de la ciencia.

Pero algún día habrá que organizar entre la Pero algún día habrá que organizar entre la ciencia y la sociedad un gran encuentro, o ciencia y la sociedad un gran encuentro, o muchos pequeños.muchos pequeños.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundoUna crisis afecta al proyecto científico Una crisis afecta al proyecto científico

moderno en sus fundamentos, como si moderno en sus fundamentos, como si nuestras sociedades fuesen víctimas del nuestras sociedades fuesen víctimas del mismo desencanto que Fausto. mismo desencanto que Fausto.

En el preciso momento en que triunfa, la En el preciso momento en que triunfa, la ciencia se ve enfrentada al problema de ciencia se ve enfrentada al problema de su significado. su significado.

Esta interrogación se transforma muchas Esta interrogación se transforma muchas veces en una crítica a la ciencia. veces en una crítica a la ciencia.

Los vínculos con el mundoLos vínculos con el mundo Evidentemente, ese fenómeno no es ninguna Evidentemente, ese fenómeno no es ninguna

candente novedad: más de tres siglos antes de candente novedad: más de tres siglos antes de Jesucristo, en China, un libro taoísta Jesucristo, en China, un libro taoísta proclamaba ya: proclamaba ya:

««Es el amor a la ciencia el que ha esparcido el Es el amor a la ciencia el que ha esparcido el desorden en el mundodesorden en el mundo.» .»

El hombre no cambia ni se inventa otros miedos El hombre no cambia ni se inventa otros miedos distintos. distintos.

Pero eso no es una razón para tolerar que el Pero eso no es una razón para tolerar que el sentido del proyecto científico siga siendo sentido del proyecto científico siga siendo considerado por la conciencia colectiva como considerado por la conciencia colectiva como algo que le es exterior.algo que le es exterior.


Aunque la ignorancia juegue a veces un Aunque la ignorancia juegue a veces un papel determinante en las reacciones papel determinante en las reacciones anticientíficas, éstas no siempre son anticientíficas, éstas no siempre son ingenuas. ingenuas.

Si el hombre no acepta ya la ciencia, es Si el hombre no acepta ya la ciencia, es quizá porque no forma parte de la cultura. quizá porque no forma parte de la cultura.

La ciencia se halla simplemente ante un La ciencia se halla simplemente ante un problema de integración.problema de integración.

Para concluirPara concluir

Después de un siglo de progresos sin Después de un siglo de progresos sin precedente de la física, nuestros precedente de la física, nuestros contemporáneos siguen ignorando sus contemporáneos siguen ignorando sus más bellos resultados, a la par que más bellos resultados, a la par que aumenta el número de quienes consultan aumenta el número de quienes consultan a astrólogos y videntes, dejando en sus a astrólogos y videntes, dejando en sus oficinas unas sumas que bastarían para oficinas unas sumas que bastarían para financiar –por ejemplo– el LHC. financiar –por ejemplo– el LHC.

Para concluirPara concluirEsto es algo parecido a un fracaso para Esto es algo parecido a un fracaso para

los físicos, pero afortunadamente puede los físicos, pero afortunadamente puede ser superado, cosa que debería ser superado, cosa que debería estimularles. estimularles.

Para que la física se convierta en objeto –Para que la física se convierta en objeto –o más bien sujeto– de cultura, tiene que o más bien sujeto– de cultura, tiene que mostrarse, exhibirse, explicarse, y sobre mostrarse, exhibirse, explicarse, y sobre todo demostrar su capacidad de alimentar todo demostrar su capacidad de alimentar el intelecto tanto como la imaginación. el intelecto tanto como la imaginación.


No es necesario para ello que se No es necesario para ello que se revista de esoterismo o apele a lo revista de esoterismo o apele a lo paranormal, ya que, en su expresión paranormal, ya que, en su expresión ortodoxa, ya está dando lugar a los ortodoxa, ya está dando lugar a los mayores asombros. la palabra griega mayores asombros. la palabra griega theoreĩn, theoreĩn, origen de «teoría», significa origen de «teoría», significa precisamente contemplar, meditar y, precisamente contemplar, meditar y, también, viajar. también, viajar.

Para concluirPara concluir De hecho, la física nos transporta, como turistas De hecho, la física nos transporta, como turistas

desorientados y azorados, a unos mundos desorientados y azorados, a unos mundos extraños donde nuestros sentidos y nuestras extraños donde nuestros sentidos y nuestras intuiciones, arrebatados por el vértigo, pierden intuiciones, arrebatados por el vértigo, pierden sus referencias. sus referencias.

Por poco que se amenice este viaje con un poco Por poco que se amenice este viaje con un poco de escenificación, se vuelve una aventura de escenificación, se vuelve una aventura intensa, fascinante y llena de sorpresas. intensa, fascinante y llena de sorpresas.

Y además, a falta de transmitir un saber, se Y además, a falta de transmitir un saber, se puede al menos transmitir una pasión.puede al menos transmitir una pasión.


El futuro pertenecerá a los El futuro pertenecerá a los pedagogos sagaces y entusiastas pedagogos sagaces y entusiastas que sepan convertir la ciencia en que sepan convertir la ciencia en un juego de sociedad.un juego de sociedad.

¿Para cuándo las quinielas sobre ¿Para cuándo las quinielas sobre la masa del la masa del bosón de Higgsbosón de Higgs??

Para concluirPara concluirLas verdaderas partículas de materia Las verdaderas partículas de materia

son los fermiones fundamentalesson los fermiones fundamentales:: Las que son insensibles a la interacción Las que son insensibles a la interacción

fuerte son los leptones. fuerte son los leptones. Conocemos seis de ellos, tres cargados y Conocemos seis de ellos, tres cargados y

tres neutros (los neutrinos). tres neutros (los neutrinos). Las que son sensibles a la interacción Las que son sensibles a la interacción

fuerte son los quarks, también en número fuerte son los quarks, también en número de seis. de seis.


Mediante argumentos de Mediante argumentos de simetría, el modelo estándar simetría, el modelo estándar reagrupa estos reagrupa estos doce fermionesdoce fermiones en en tres familiastres familias, que contienen cada , que contienen cada una dos leptones, uno cargado y una dos leptones, uno cargado y otro neutro, y dos quarks. otro neutro, y dos quarks.


A cada uno de ellos hay que A cada uno de ellos hay que añadirle su antipartícula, de carga añadirle su antipartícula, de carga opuesta. opuesta.

Los bosones fundamentales son Los bosones fundamentales son las partículas que mediatizan las las partículas que mediatizan las cuatro interacciones conocidas cuatro interacciones conocidas hoy. hoy.


No tienen el mismo No tienen el mismo comportamiento que las comportamiento que las partículas de materia. partículas de materia.

Finalmente, el hipotético Finalmente, el hipotético bosón bosón de Higgsde Higgs, fracturador enigmático , fracturador enigmático de la de la simetría electrodébilsimetría electrodébil, ronda , ronda los sueños de los físicos.los sueños de los físicos.

““Tal vez alguno de ustedes, caballeros, pueda Tal vez alguno de ustedes, caballeros, pueda decirme que es lo que hay en la parte exterior decirme que es lo que hay en la parte exterior de la ventana que lo hace tan atractivo”de la ventana que lo hace tan atractivo”

Las partículas elementales

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