Up, Down, Charm, Strange, Top, Bottom

Álvaro de Rújula

O, si lo prefieres traducido:  Arriba, Abajo, Encanto, Extraño, Cima, Fondo. 6 palabras que hasta hace dos semanas tenían sentido para mí, como me imagino que para casi todo el mundo, por separado, pero que ni me imaginaba lo que podrían significar así, en conjunto. Pero tuve la ocasión de escuchar la conferencia que dio el físico teórico Álvaro de Rújula (Madrid, 1944) con ocasión de los "50 años del Quark", y, ahora, ya lo entiendo todo. Ja, ja ja.

 

Pues fue en 1964 cuando Murray Gell-Mann y George Zweig propusieron la existencia de estas partículas elementales para explicar algunos de los fenómenos observados y para los que el modelo de "electrones-protones-neutrones" como constituyentes de toda la materia, a pesar de su elegancia y simplicidad, no daba respuesta. El nombre de "quark" (no hay consenso en esto) parece que proviene de un tipo de queso común en los países germánicos (de donde procedían las familias de los descubridores) llamado Sahnequark, donde lo de quark viene a significar enano, o más pequeño de lo corriente...

 

Entrar en el mundo de lo que se conoce como "Modelo Estándar de Partículas" para un profano es desalentador. A partir del segundo párrafo, estás perdido. Aunque, visualmente, la verdad es que la representación del modelo es atractiva. Con lo que me he quedado, y espero que también os ayude es lo siguiente:

Modelo Estándar de Partículas

 

Un protón (de los de toda la vida) está compuesto por 3 quarks: 2 de los llamados "up" y 1 de los llamados "down". Como la carga eléctrica de los "up" es de +2/3 y la de los "down" es de -1/3, el resultado es que la carga del protón es de +1 (bueno, algo que concuerda con lo que estudiamos en su día).

 

Un neutrón (que eran como los vagos de la película atómica), está compuesto por 1 quark "up" y 2 quarks "down". Haciendo la cuenta de cargas:  +2/3 -1/3 -1/3 = 0 (o sea neutro, vaya, lo que ya sabíamos).

 

El electrón (que iban de chulos, siempre orbitando por aquí y por allá, sin saber muy bien dónde andaban; ¡lo que le costó a Heisenberg encontrar un principio para justificar por qué era tan difícil localizarlos!) pues han seguido saliendo de señoritos en el Modelo. Resulta que son partículas elementales, no se subdividen en quarks. Siguen siendo de carga -1 (es tranquilizador que haya cosas que no cambian). Y, como tienen unas características especiales, forman parte de lo que se ha llamado leptones. Donde comparten categoría con los neutrinos y con otros extraños individuos de los que ahora hablaremos.

 

Pues resulta que "up", "down", electrones y neutrinos (la primera "columna" del modelo) son las únicas partículas elementales que se dan de forma natural en la actualidad. Pero los físicos, puestos a enredar, resulta que predicen otras partículas que, aunque no existan de forma natural, se pueden obtener en el laboratorio mediante complicados experimentos. Y así aparecen los quarks "charm", "strange" y los leptones muón y  neutrino muónico que constituyen la "2ª generación". Y los "top", "bottom", tauón y neutrino tauónico que hacen la "3ª generación". Y que resulta que pudieron existir durante las primeras fracciones de segundo después del Big Bang... La repera.

 

¿Y la 4ª columna del Modelo? Pues aquí están los bosones. Que a diferencia de los fermiones (las 3 primeras columnas) tienen la fea costumbre de que dos de ellos pueden ocupar a la vez el mismo espacio cuántico (no me preguntéis las consecuencias). Aquí encontramos al viejo amigo fotón, con su masa 0, carga 0, pero fundamental en el armazón del Universo  (Rújula tiene una frase conocida: "el Universo es mucha luz (fotones), un poco de materia y nada de antimateria"). Y debajo de él, el gluón, que, como su nombre indica, es un poco el pegamento que mantiene unidos a los quarks (esto dicho en sentido metafórico, claro; la realidad me imagino que debe de ser mucho más complicada). Y más abajo los bosones Z y W. Que ya se me escapa para qué sirven. Y todavía falta de añadir al cuadro el bosón de Higgs, recién confirmado, y otro sujeto, llamado el gravitón, que se está haciendo el escurridizo. Y hasta aquí podíamos llegar. Porque ya no doy para más.

 

Buscando al bosón de Higgs

La reflexión es que, si en los últimos 50 años se ha construido toda una nueva teoría de la constitución básica de la materia y de la energía, muy distinta de la que permaneció vigente durante buena parte del siglo XX, ¿qué no nos esperará en los próximos 50? Vértigo da.

 

Tipo interesante el profesor Rújula. Ágil, irónico, crítico con casi todo (especialmente con los recortes en ciencia del Gobierno), peleón a sus 70 años (¿estará bien el dato de nacimiento?). Hubo un asistente que, en el coloquio, comentaba su impresión de que se estaba complicando mucho la explicación sobre la estructura de la materia y del Universo; que quizá haya algo que se nos escapa, algo que dé una respuesta más sencilla y elegante a todas las preguntas. Y Don Alvaro le contesta: "Efectivamente; esa es la razón de que, afortunadamente, siga habiendo trabajo para los físicos teóricos, pero fuera de España". Oído, Wert!