La fortuna sonr¨ªe a los audaces

Comparten este a?o el Nobel de F¨ªsica dos tozudos investigadores, Martin (Marty) Perl y Frederick (Fred) Reines, empe?ados ambos en empresas que la gran mayor¨ªa de sus colegas consideraban, la una infundada, la otra imposible. La fortuna sonr¨ªe a los audaces.?rase una vez la lista, o tabla peri¨®dica, de los varios ¨¢tomos que constituyen la materia, conten¨ªa noventa y, tantos elementos, del hidr¨®geno al uranio. Su manual de -funcionamiento -la qu¨ªmica- era a¨²n m¨¢s complicado que el del ¨²ltimo grito de artilugio electr¨®nico. Con el progreso de la ciencia esta lista se ha simplificado radicalmente. Los elementos qu¨ªmicos est¨¢n todos constituidos por s¨®lo tres part¨ªculas m¨¢s fundamentales: electrones y dos tipos de quarks, llamados up y down.

Desde finales del siglo pasado sabemos que los elementos -haciendo realidad el sue?o del alquimista- pueden. ransmutarse. Un quark down puede desintegrarse en un quark up m¨¢s un electr¨®n. En este proceso, un elemento qu¨ªmico salta a la casilla de al lado (el siguiente elemento), como si la naturaleza jugase al parchis. Este fen¨®meno resultaba particularmente misterioso: una p arte de la energ¨ªa de desintegraci¨®n' desaparec¨ªa de modo ins¨®lito. Enric¨® Fermi dio en el clavo: postul¨® que la misteriosa energ¨ªa se Ja llevaba una part¨ªcula pr¨¢cticamente inobservable, un "neutrino".

Los c¨¢lculos demostraban que los ne¨²trinos -como fantasmas- pod¨ªan penetrar paredes o detectores con facilidad tal que parec¨ªa imposible observarlos. Para compensar a lo bruto la peque?¨ªsima probabilidad de que un neutrino interaccione en un detector, hay que rociar ¨¦ste con un flujo de much¨ªsimos neutrinos. Reines, desarrollando una idea de Fermi, intent¨® detectar algunos de los muchos neutrinos emitidos por un reactor nuclear en pleno funcionamiento. Aun as¨ª, nadie apostaba un chavo por su ¨¦xito.

El ingenio y la redundancia del detector de Reines -y de su hoy fallecido colega Clyde Cowan- acabaron imponi¨¦ndose al sano escepticismo de la comunidad cient¨ªfica. Lograron demostrar, que los fantasmag¨®ricos neutrinos realmente existen. El. investigador principal de este experimento comparte por ello el Nobel del a?o.

Las reacciones nucleares en la parte central del Sol no s¨®lo producen el calor que lo hace lucir, sino cantidad de neutrinos que atraviesan la tierra como si tal cosa (unos cien billones de neutrinos solares atraviesan cada segundo al impert¨¦rrito lector). Con detectores suficientemente grandes -vasijas de unos diez mil metros c¨²bicos de agua- es posible interceptar una fracci¨®n m¨ªnima de dichos neutrinos. Un experimento en Jap¨®n ha sido as¨ª capaz de desarrollar las ideas de Reines hasta obtener una radiograf¨ªa del coraz¨®n del sol. Este experimento y su hom¨®logo estadounidense detectaron tambi¨¦n, inesperadamente, los neutrinos emitidos por una supernova: la mortal explosi¨®n de una estrella gigante. Como siempre, la investigaci¨®n b¨¢sica, que en su d¨ªa puede parecer in¨²til, aboca m¨¢s tarde a resultados insospechados, en este caso una rama radicalmente nueva de la astronom¨ªa: una manera distinta de mirar el cielo.

Y a usted o a mi; ?para qu¨¦ nos sirve un neutrino? Sin ellos no luce el sol, sin sol no crecen las plantas. Sin vi?as ni trigo no hay vino ni pan. Supongo que a un burro, real o figurado, le pueda resultar indiferente. Pero a m¨ª, desde que supe que sin neutrinos no existir¨ªan, el pan y el vino me saben mucho mejor.

Curiosamente, el electr¨®n y los quarks up y down, los constituyentes de la materia, m¨¢s el neutrino, sin el que no habr¨ªa estrellas ni ¨²tiles radiois¨®topos, no son los ¨²nicos objetos en la actual tabla de los elementos. Existen dos copias conformes de cada una de estas cuatro part¨ªculas. El electr¨®n, por ejemplo, tiene dos primos que se llaman "muon" (por razones perdidas en la noche de los tiempos) y "tau" (la inicial de tercero, en alfabeto griego, que suena m¨¢s elegante). El tau es el otro personaje del a?o. Su descubrimiento le ha merecido a Martin Perl la otra mitad del Nobel del 95.

El mu¨®n y el tau son id¨¦nticos al electr¨®n, excepto en su masa, aproximada y respectivamente 207 y 3.492 veces superior a la de un electr¨®n. Esta obesidad hace, que se desintegren velozmente, acabando su vida en forma de electrones y neutrinos. Por ello no hay minas de muones o de taus, aunque ambos pueden fabricarse brevemente en colisiones de otras part¨ªculas. Y cabe preguntarse: ?para qu¨¦ sirve un tau, algo cuya duraci¨®n media es de un tercio de billon¨¦sima de segundo? No tenemos a¨²n una respuesta s¨®lidamente establecida, pero s¨ª pistas sumamente interesantes.

Nuestro universo pudo haber nacido -literal y espont¨¢neamente- de la nada. La mayor¨ªa de, los f¨ªsicos piensa que, mientras no se demuestre observacionalmente lo contrar¨ªo esta hip¨®tesis es la. m¨¢s razonable. Es relativamente f¨¢cil construir una teor¨ªa de la juventud y evoluci¨®n posterior de un tal un]verso, siempre, que contenga s¨®lo part¨ªculas de luz (fotones). Pero nuestro universo contiene tambi¨¦n materia, aunque poca: unos quince quarks up, nueve quarks down y siete electrones por cada diez milllones de fetones. En el contexto de las teor¨ªas establecidas, el escollo est¨¢ en que, para que se produzca materia de modo espont¨¢neo, no basta la existencia de una sola generaci¨®n: el electr¨®n, el neutrino de Reines y los quarks up y down. Hacen falta al menos dos generaciones m¨¢s.

Con el reciente descubrimiento del quark top en Estados Unidos, la lista de las 12 cartas de la baraja, o de los cuatro constituyentes de cada una de las tres generaciones, ha sido ya completada. El tau fue la primera part¨ªcula de la tercera generaci¨®n que se descubri¨®. Puede as¨ª arguirse que su hallazgo constituy¨® una indicaci¨®n inicial de c¨®mo es posible que la materia -y nosotros mismos- poblemos este universo. Da gusto ver c¨®mo el Nobel por tan envidiable logro va a parar a manos de alguien que, como Marty Perl, tan desinteresadamente haya intentado ayudar a sus colegas en Espa?a.