La esencia del Big Bang

Tras cinco a?os de experimentos, los cient¨ªficos del acelerador de part¨ªculas estadounidense Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) han llegado a la conclusi¨®n de que la materia esencial del universo, apenas unos microsegundos despu¨¦s del Big Bang, era algo m¨¢s parecido a un l¨ªquido de quarks y gluones (dos tipos de part¨ªculas elementales) que a un gas, como se pensaba hasta ahora.

En el RHIC, del Laboratorio Nacional de Brookhaven (Nueva York), los investigadores produjeron una especie de cosmos primitivo de juguete haciendo chocar iones (¨¢tomos a los que se les han arrancado todos los electrones) de oro. En las alt¨ªsimas temperaturas alcanzadas en los choques se han recreado los primeros instantes en la historia del universo, muy anteriores a que se formaran los ¨¢tomos o incluso los protones de los n¨²cleos. Esa especie de l¨ªquido de quarks y gluones ser¨ªa denso pero fluir¨ªa con muy baja viscosidad, tan baja que se aproximar¨ªa mucho a un fluido ideal. Los quarks son las part¨ªculas constituyentes de los protones y los neutrones del n¨²cleo at¨®mico; los gluones mantienen unidos a los quarks.

Los resultados obtenidos en RHIC merecen, seg¨²n el Instituto de F¨ªsica de EE UU (AIP, en siglas de su denominaci¨®n en ingl¨¦s), el primer lugar entre los descubrimientos en f¨ªsica m¨¢s destacados de 2005. Adem¨¢s del premio Nobel de este a?o a RoyJ. Glauber, por su teor¨ªa cu¨¢ntica de la coherencia ¨®ptica, y a John L. Hall y Theodor W. H?nsch, por desarrollar sistemas para hacer mediciones ultraprecisas de la luz, la AIP destaca una veintena de descubrimientos y los presenta en su bolet¨ªn por orden de presentaci¨®n, sin un criterio de relevancia.

- Exploraci¨®n interplanetaria

La sonda Huygens (de la Agencia Europea del Espacio) descendi¨® por la atm¨®sfera de Tit¨¢n, la luna de J¨²piter, hasta el suelo, tomando datos, registrando sonido y haciendo fotograf¨ªas durante una hora y media. Tambi¨¦n en la exploraci¨®n interplanetaria, destaca la detecci¨®n directa de dos planetas extrasolares. El resto de los m¨¢s de 150 planetas extrasolares ya conocidos se ha descubierto por m¨¦todos indirectos.

- Ultrafr¨ªo

Varios avances cient¨ªficos destacados de 2005 proceden de la investigaci¨®n en condiciones de ultrafr¨ªo, donde los cient¨ªficos logran explorar propiedades cu¨¢nticas de la materia. Son significativamente importantes, seg¨²n la API, la observaci¨®n del hidr¨®geno s¨®lido como superfluido, logros en el ¨¢mbito molecular de los llamados condensados Bose- Einstein, la superfluidez en un gas ultrafr¨ªo de ¨¢tomos fermi¨®nicos, la exploraci¨®n de una condici¨®n cu¨¢ntica llamada estado oscuro y la demostraci¨®n del equivalente ac¨²stico del efecto Hall el¨¦ctrico.

- Part¨ªculas elementales

Varios trabajos en f¨ªsica de part¨ªculas merecen la menci¨®n destacada de la API este a?o.

Un grupo de te¨®ricos hizo la mejor predicci¨®n hasta ahora de la masa de una part¨ªcula (el mes¨®n B con encanto) y a los pocos d¨ªas se logr¨® medir con precisi¨®n. Otros f¨ªsicos midieron

con mucha precisi¨®n la variaci¨®n de la fuerza nuclear d¨¦bil (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) a una distancia considerada enorme (unas diez veces el di¨¢metro de un prot¨®n). En otro ¨¢mbito, los f¨ªsicos han detectado, en un experimento en Jap¨®n antineutrinos del electr¨®n procedentes de desintegraciones radiactivas en el interior de la Tierra.

- El mayor resplandor

El mayor resplandor luminoso registrado hasta ahora, procedente de fuera del Sistema Solar, se origin¨® en una estrella de neutrones con un gigantesco campo magn¨¦tico, situada a unos 50.000 a?os luz de la Tierra. La violenta erupci¨®n -en rayos gamma y otras longitudes de onda- del objeto, SGR 1806-20 se vio durante unos minutos con observatorios en ¨®rbita, y despu¨¦s, durante meses, se pudo seguir con varios telescopios situados en el suelo.

- Computaci¨®n cu¨¢ntica

El denominado entrelazamiento, por el que la medida de alguna propiedad de una part¨ªcula elemental autom¨¢tica e instant¨¢neamente determina la propiedad correspondiente de otra, abre una perspectiva para la computaci¨®n cu¨¢ntica ultrarr¨¢pida.Un experimento realizado en la Universidad de Illinois mostr¨® entrelazamiento entre dos fotones en varios par¨¢metros.

- La escala de lo min¨²sculo

Unos investigadores de Caltech (California) han logrado hacer mediciones de masas min¨²sculas, en la escala de los zeptogramos (milmillon¨¦simas de billon¨¦simas de gramo), con un dispositivo electromec¨¢nico nanosc¨®pico de alta precisi¨®n. Esto permite pesar mol¨¦culas de una en una. Por otro lado, unos cient¨ªficos de la universidad de California han creado una mol¨¦cula con dos patas, confirgurada de manera que s¨®lo una de ellas reposa cada vez en el sustrato, y creen que puede tener aplicaci¨®n en un sistema molecular de almacenamiento de informaci¨®n.

- Gotas y agua

Cuando una gota de l¨ªquido choca con una superficie plana, en condiciones atmosf¨¦ricas normales, se aplana en el impacto, se ensancha hacia los lados y genera una corona de gotitas hacia arriba. Pero seg¨²n han comprobado en la Universidad de Chicago, cuando var¨ªan las condiciones atmosf¨¦ricas, la salpicadura se reduce y a un quinto de atm¨®sfera desaparece la formaci¨®n de la corona de gotitas. En otro laboratorio se han logrado unas monocapas de mol¨¦culas de agua, sobre un sustrato de platino, que muestran un efecto poco com¨²n de hidrofobia al repeler la formaci¨®n de hielo. El trabajo es interesante, por ejemplo, para la investigaci¨®n de las nubes artificiales.

- Fusi¨®n a temperatura ambiente

Un dispositivo de fusi¨®n nuclear, de tama?o reducido y bastante simple, fue desarrollado en la Universidad de California, logrando fusionar ¨¢tomos de deuterio a temperatura ambiente, con la consiguiente producci¨®n de neutrones. El ingenio no sirve para generar energ¨ªa.

- ?ptica

Un equipo de la Universidad de Tejas ha hecho una superlente capaz de producir una imagen de una fuente en un punto focal de s¨®lo un octavo de la longitud de onda. Es la primera vez que se logra montar una lente as¨ª en un dispositivo funcional para la banda de infrarrojo medio. Por otra parte, los cient¨ªficos est¨¢n investigando materiales que tienen un ¨ªndice negativo de refracci¨®n, por el cual un haz de luz, al pasar del aire a un medio especial, se refracta no hacia la perpendicular de la superficie del medio sino apart¨¢ndose de ella. Estos materiales zurdos pueden tener aplicaciones en nuevas antenas y gu¨ªas de ondas y un grupo de f¨ªsicos ha observado este fen¨®meno en el infrarrojo cercano, la regi¨®n de las telecomunicaciones por fibra ¨®ptica. Otros investigadores han creado un nuevo proceso ¨®ptico para ampliar la producci¨®n de radiaci¨®n coherente hasta el ultravioleta extremo.

- La vacuna de la gripe

Aunque parezca m¨¢s bien de biolog¨ªa o de epidemiolog¨ªa, el trabajo de un cient¨ªfico de EE UU sobre la vacuna de la gripe se destaca entre los trabajos brillantes de f¨ªsica. La aportaci¨®n novedosa consiste en aplicar herramientas de f¨ªsica estad¨ªstica para predecir la eficacia de dicha vacuna.