Los nuevos componentes de la materia

El Premio Nobel de F¨ªsica de este a?o ha sido concedido por el descubrimiento, realizado durante los dos ¨²ltimos a?os, de una serie de constituyentes de la materia que confirman definitivamente la unificaci¨®n de las fuerzas electromagn¨¦tica y d¨¦bil, responsables, la primera, entre otras cosas, de la luz, la qu¨ªmica, etc¨¦tera, y la segunda, de ciertos tipos de radiactividad. La formulaci¨®n de la teor¨ªa electrod¨¦bil ya les vali¨® el premio Nobel de F¨ªsica en 1979 a los fisicos te¨®ricos Sheldon Galshow, Steven Weinberg y Abdus Salam.En 1978, y a instancias de Rubbia, se comenz¨® en el CERN la construcci¨®n de un enorme acelerador que permitir¨ªa el estudio directo de la unificaci¨®n electrod¨¦bil. Esta nueva m¨¢quina, basada en el principio estoc¨¢stico de enfriamiento de haces de antriprotones formulado por el tambi¨¦n galardonado f¨ªsico holand¨¦s Simon Van der Meer, ha sido la herramienta usada por Rubbia y su equipo de investigadores (unos 150 f¨ªsicos) para llegar a los descubrimientos que hoy se premian. Esta m¨¢quina, la mayor y m¨¢s compleja jam¨¢s construida por el hombre, ha servido adem¨¢s para desnivelar hacia Europa la hegemon¨ªa que Estados Unidos ten¨ªan en la fisica de altas energ¨ªas desde la segunda guerra mundial.

Espec¨ªficamente, las contribuciones de Rubbia se pueden dividir de manera natural en dos apartados: en uno,el descubrimiento de los W^+^- y Z^0, y en el otro, el descubrimiento del quark top.

?Qu¨¦ son los dos W¡À (uno con carga el¨¦ctrica positiva y otro con negativa) y el Z^0? Las teor¨ªas de unificaci¨®n est¨¢n basadas en unas estructuras matem¨¢ticas que reciben el nombre de teor¨ªas de gauge, una de cuyas caracter¨ªsticas esenciales es que se supone que las fuerzas que describen se transmiten mediante el intercambio continuo de unas part¨ªculas portadoras de la fuerza y que se llaman bosones de gauge. En el electromagnetismo, los bosones de gauge son nuestros viejos amigos los fotones, es decir, los cuantos de luz. Esta idea, que en principio parece tan complicada, no es muy dif¨ªcil de entender: basta para ello con imaginarse qu¨¦ ocurrir¨ªa si el lector y un buen amigo fueran unos malabaristas de gran categor¨ªa que se intercambiaran bolas a gran velocidad: los dos estar¨ªan ligados entre s¨ª por un puente de bolas, y cuanto m¨¢s pesadas fueran ¨¦stas, m¨¢s corto ser¨ªa el puente.

?Qu¨¦ es el quark top? La idea que los fisicos tenemos en la actualidad es que los constituyentes fundamentales de la materia son de dos tipos: los llamados quarks y los leptones. Los leptones son el de todos conocido electr¨®n, el menos conocido mu¨¢n y otro que se conoce con el nombre de tau; cada uno de estos leptones tiene asociado otro que se llama neutrino. Hay otro tipo de materia, como, por ejemplo, los protones, que se denomina hadr¨®nica y que se describe de manera bastante satisfactoria mediante la hip¨®tesis de que est¨¢ constituida por unas entidades que reciben el nombre de quarks, una de cuyas propiedades es que no se pueden observar aislados, pero cuyos efectos son detectables y, por tanto, observables. Los quarks reciben los nombres arbitrarios de up, down, chann, strange, top y bottom. Hasta este verano se ten¨ªa evidencia de todos los quarks, excepto el top, y han sido Rubbia y el equipo que ¨¦l encabeza quienes han encontrado evidencias que interpretan de manera convincente como prueba de la existencia del quark top.

Tras el descubrimiento de los dos W¡À y el Z^0, el influyente diario norteameriano The New York Times public¨® un editorial que se titulaba "Europa, 3; USA, 0", indicando que Europa efectivamente ganaba en esta competici¨®n y urgiendo al Gobierno norteamericano a tomar medidas sobre ello.

Hoy se puede decir: Europa, 4; USA, 0, y los europeos nos podemos sentir orgullosos de que esto haya ocurrido en los laboratorios del CERN, organismo ejemplar de cooperaci¨®n cient¨ªfica internacional y del que nuestro pa¨ªs es miembro activo desde 1983, tras una ausencia de 15 a?os.