C¨®mo destruir la Tierra sin salir del laboratorio (y II)

De Einstein's Bridge a Recuerdos del futuro, la ciencia-ficci¨®n se ha hecho eco del temor suscitado por enormes dispositivos, m¨¢s y m¨¢s energ¨¦ticos, que bajo el estandarte del conocimiento cient¨ªfico, intentan acercarse al origen del universo y sonsacar sus misterios. Analiz¨¢bamos la pasada semana en esta columna la oleada de inquietud que acompa?¨® a la puesta en funcionamiento del RHIC, el monumental colisionador de iones relativistas pesados ubicado en Brookhaven, Nueva York.

En el anillo del RHIC tienen lugar miles de colisiones por segundo, en las que se alcanzan, durante un breve lapso de tiempo, temperaturas extremas: alrededor de 1 bill¨®n de grados (o sea, un 1 seguido de 12 ceros), o si lo prefieren, unas 100.000 veces la temperatura existente en el centro de nuestro Sol. Casi nada. Para ello, se utilizan iones de oro (o sea n¨²cleos at¨®micos, compuestos por 79 protones y 118 neutrones cada uno), acelerados a casi la velocidad de la luz, y a los que se hace colisionar de forma extremadamente violenta. En la colisi¨®n, los protones y neutrones presentes en los n¨²cleos at¨®micos se funden para liberar, por un breve instante, quarks y gluones. Pueden encontrarse animaciones por ordenador de tales colisiones, en formato mpeg, en la propia p¨¢gina web del Brookhaven National Laboratory (www.bnl.gov/rhic/heavy_ ion.htm).

Desde un min¨²sculo grano de arroz a un c¨²mulo de galaxias, todo el universo est¨¢ hecho de materia. Los f¨ªsicos han construido un modelo est¨¢ndar, en base a 12 part¨ªculas elementales y cuatro interacciones, que en conjunto constituyen los verdaderos ladrillos del universo. Como su nombre indica, las llamadas part¨ªculas elementales son el ¨²ltimo eslab¨®n de la cadena de construcci¨®n, indivisibles por definici¨®n. De hecho, experimentos como los que se llevan a cabo en el RHIC, han demostrado que part¨ªculas que anta?o se consideraba elementales, como el prot¨®n o el neutr¨®n, poseen estructura interna (cada uno de ellos est¨¢ compuesto por tres quarks). Las part¨ªculas elementales se clasifican en dos grandes grupos: quarks y leptones (globalmente designadas como fermiones). Existen seis variedades de quarks (con nombres ex¨®ticos, tales como up, down, strange, charm..., que designan determinadas propiedades f¨ªsicas) y seis tipos de leptones (el electr¨®n -elemental, a diferencia del prot¨®n o el neutr¨®n-, los elusivos neutrinos, el mu¨®n y la part¨ªcula tau). De hecho, se cree que no existen quarks libres, sino que estos se combinan entre s¨ª para formar otras familias de part¨ªculas: los bariones, constituidos por tres quarks (dos up y un down forman un prot¨®n, por ejemplo), y los mesones, resultado de la uni¨®n de un quark y un antiquark.

No acaban aqu¨ª las cosas... Los cuatro tipos de fuerza o interacci¨®n que tienen lugar en la naturaleza (gravedad, electromagnetismo y dos tipos de interacci¨®n nuclear, la d¨¦bil y la fuerte) est¨¢n asimismo asociados a sendas part¨ªculas portadoras de la interacci¨®n, los llamados bosones: el gravit¨®n, el fot¨®n, los bosones intermedios W y Z, y los gluones, respectivamente.

Los modelos te¨®ricos predicen que justo despu¨¦s del Big Bang, el universo estaba dominado por una sopa de quarks y gluones extraordinariamente caliente. Esto es lo que se intenta probar en el RHIC, erigido en una especie de m¨¢quina del tiempo que permite reproducir las condiciones que imperaban en el incipiente universo que se form¨® tras la Gran Explosi¨®n primigenia.

?Menuda sopa de part¨ªculas!, pensar¨¢ el lector. No es de estra?ar el curioso lapso que tuvieron los guionistas de la serie de televisi¨®n Star Trek, en el episodio titulado Starship Mine, en el que se somete al insigne Enterprise a una 'limpieza de bariones' peligrosamente adheridos al casco de la nave durante su periplo. Esta tarea conllevar¨ªa desmantelar el fuselaje de la nave, dado que los protones y neutrones del casco son, por ende, bariones. ?C¨¢spita!, un verdadero zoo de part¨ªculas, y tuvieron que quitar las buenas...