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¿Por qué están encontrando los científicos tantas partículas subatómicas nuevas y cuál es su significado?

Contenido: 57 - Cien preguntas básicas sobre la ciencia respondidas por Isaac Asimov

Cien preguntas básicas sobre la ciencia

• Responde: Isaac Asimov

¿Por qué están encontrando los científicos tantas partículas subatómicas nuevas y cuál es su significado?

La clave de la respuesta puede resumirse en una sola frase: «más energía».

Y los físicos estudian la estructura interna del núcleo atómico de una manera muy bruta. Lo bombardean con todas sus fuerzas con partículas subatómicas, destrozan el núcleo en fragmentos y estudian luego los trozos.

Lo que ha cambiado en los últimos treinta años ha sido la energía con que esos «proyectiles» subatómicos irrumpen en el núcleo atómico. En los años treinta tenían energías de millones de electronvoltios; en los cuarenta, de cientos de millones; en los cincuenta, de miles de millones; en los sesenta, de docenas de miles de millones. Y a lo que se ve, en la presente década llegaremos a cientos de miles de millones de electronvoltios

Cuanto mayor es la energía con que se irrumpe en el núcleo, mayor es el número de partículas que salen y mayor es también su inestabilidad. Y sería lógico pensar que a medida que crece la fuerza del impacto, menores deberían ser las partículas resultantes. (Al fin y al cabo, un golpe fuerte parte una roca en dos mitades, pero uno más fuerte aún la dividirá en una docena de trozos pequeños.) En el caso de los núcleos no es así. Las partículas que se obtienen suelen ser bastante pesadas.

Y es que no hay que olvidar que la energía se puede convertir en masa. Las partículas subatómicas que aparecen en un proceso de ruptura de un núcleo no salen de allí como si hubiesen estado alojadas en él desde el principio. Se forman en el momento del impacto a partir de la energía de las partículas que intervienen en el choque. Cuanto mayor es la energía de la partícula entrante, mayor es la masa que podrá tener la partícula formada y mayor será también, por lo general, su inestabilidad.

En cierto modo cabría decir que las partículas subatómicas salen del núcleo destrozado de la misma manera que las chispas salen del acero al golpearlo con un pedernal. Las chispas no estaban desde el principio en el acero, sino que se forman a partir de la energía del golpe.

Pero entonces, ¿tienen algún significado todas estas partículas subatómicas nuevas? ¿No serán meros productos fortuitos de la energía, como las chispas?

Los físicos piensan que no, porque el orden que impera entre ellas es muy grande. Las partículas formadas tienen ciertas propiedades que obedecen determinadas reglas, bastante complicadas. Es decir, las diversas partículas pueden ser representadas mediante números, que a su vez son identificados por nombres como los de «spin isotópico», «rareza», «paridad», etc., y la naturaleza de dichos números viene dictada por limitaciones muy rígidas.

Detrás de estas limitaciones tiene que haber algo, indudablemente.

El físico americano Murray Gell-Mann ha ideado un sistema de ordenar las distintas partículas subatómicas de acuerdo con dichos números en una progresión regular, y gracias a ello ha logrado predecir partículas nuevas, hasta ahora desconocidas. En concreto predijo la existencia de una partícula omega negativa que poseía propiedades bastante improbables; pero después de investigar se comprobó que efectivamente existía y que poseía además dichas propiedades.

Gell-Mann sugiere también que los cientos de partículas que hoy se conocen quedarían ordenadas de modo muy natural de la manera que él ha demostrado, sólo con que estuviesen compuestas de unos cuantos tipos de partículas más elementales llamadas «quarks». Los físicos buscan hoy día con ahínco esos quarks. De encontrarlos, podrían ofrecernos una visión completamente nueva, y quizá muy útil, de la naturaleza fundamental de la materia.

Envió: Paco Beruga

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