Part\u00edculas<\/strong><\/p>\n El universo de las part\u00edculas es fascinante. Cuando las part\u00edculas primarias chocan con \u00e1tomos y mol\u00e9culas en el aire, aplastan sus n\u00facleos y producen toda clase de part\u00edculas secundarias. En esta radiaci\u00f3n secundaria (a\u00fan muy energ\u00e9tica) la que detectamos cerca de la Tierra, por los globos enviados a la atm\u00f3sfera superior, han registrado la radiaci\u00f3n primaria.<\/p>\n El f\u00edsico estadounidense Robert Andrews Millikan, que recogi\u00f3 una gran cantidad de informaci\u00f3n acerca de esta radiaci\u00f3n (y que le dio el nombre de rayos c\u00f3smicos), decidi\u00f3 que deber\u00eda haber una clase de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica. Su poder de penetraci\u00f3n era tal que, parte del mismo, atravesaba muchos cent\u00edmetros de plomo. Para Millikan, esto suger\u00eda que la radiaci\u00f3n se parec\u00eda a la de los penetrantes rayos gamma<\/a>, pero con una longitud de onda m\u00e1s corta.<\/p>\n Otros, sobre todo el f\u00edsico norteamericano Holly Compton, no estaban de acuerdo en que los rayos c\u00f3smicos fuesen part\u00edculas. Hab\u00eda un medio para investigar este asunto; si se trataba de part\u00edculas cargadas, deber\u00edan ser rechazadas por el campo magn\u00e9tico de la Tierra al aproximarse a nuestro planeta desde el espacio exterior. Compton estudi\u00f3 las mediciones de la radiaci\u00f3n c\u00f3smica en varias latitudes y descubri\u00f3 que en realidad se curvaban con el campo magn\u00e9tico: era m\u00e1s d\u00e9bil cera del ecuador magn\u00e9tico y m\u00e1s fuerte cerca de los polos, donde las l\u00edneas de fuerza magn\u00e9tica se hund\u00edan m\u00e1s en la Tierra.<\/p>\n Las part\u00edculas c\u00f3smicas primarias, cuando entran en nuestra atm\u00f3sfera, llevan consigo unas energ\u00edas fant\u00e1sticas, muy elevadas. En general, cuanto m\u00e1s pesado es el n\u00facleo, m\u00e1s raro resulta entre las part\u00edculas c\u00f3smicas. N\u00facleos tan complejos como los que forman los \u00e1tomos de hierro se detectaron con rapidez; en 1.968, otros n\u00facleos como el del uranio. Los n\u00facleos de uranio constituyen s\u00f3lo una part\u00edcula entre 10 millones. Tambi\u00e9n se incluir\u00e1n aqu\u00ed electrones<\/a> de muy elevada energ\u00eda.<\/p>\n Ahora bien, la siguiente part\u00edcula in\u00e9dita (despu\u00e9s del neutr\u00f3n<\/a>) se descubri\u00f3 en los rayos c\u00f3smicos. A decir verdad, cierto f\u00edsico te\u00f3rico hab\u00eda predicho ya este descubrimiento. Paul Adrien Dirac hab\u00eda aducido, fund\u00e1ndose en un an\u00e1lisis matem\u00e1tico de las propiedades inherentes a las part\u00edculas subat\u00f3micas, que cada part\u00edcula deber\u00eda tener su antipart\u00edcula<\/em> (los cient\u00edficos desean no s\u00f3lo que la naturaleza sea simple, sino tambi\u00e9n sim\u00e9trica). As\u00ed pues, deber\u00eda haber un antielectr\u00f3n<\/em>, salvo por su carga que ser\u00eda positiva y no negativa, id\u00e9ntico al electr\u00f3n; y un antiprot\u00f3n<\/a><\/em>, con carga negativa en vez de positiva.<\/p>\n En 1.930, cuando Dirac expuso su teor\u00eda, no llam\u00f3 demasiado la atenci\u00f3n en el mundo de la ciencia. Pero, fiel a la cita, dos a\u00f1os despu\u00e9s apareci\u00f3 el antielectr\u00f3n<\/a>. Por entonces, el f\u00edsico americano Carl David Anderson trabajaba con Millikan en un intento por averiguar si los rayos c\u00f3smicos eran radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica o part\u00edculas. Por aquellas fechas, casi todo el mundo estaba dispuesto a aceptar las pruebas presentadas por Compton, seg\u00fan las cuales, se tratar\u00eda de part\u00edculas cargadas; pero Millikan no acababa de darse por satisfecho con tal soluci\u00f3n.<\/p>\n Anderson se propuso averiguar si los rayos c\u00f3smicos que penetraban en una c\u00e1mara de ionizaci\u00f3n se curvaban bajo la acci\u00f3n de un potente campo magn\u00e9tico. Al objeto de frenar dichos rayos lo suficiente como para detectar la curvatura, si la hab\u00eda, puso en la c\u00e1mara una barrera de plomo de 6\u201935 mm de espesor. Descubri\u00f3 que, cuando cruzaba el plomo, la radiaci\u00f3n c\u00f3smica trazaba una estela curva a trav\u00e9s de la c\u00e1mara; y descubri\u00f3 algo m\u00e1s. A su paso por el plomo, los rayos c\u00f3smicos energ\u00e9ticos arrancaban part\u00edculas de los \u00e1tomos de plomo. Una de esas part\u00edculas dej\u00f3 una estela similar a la del electr\u00f3n<\/a>. \u00a1All\u00ed estaba, pues, el antielectr\u00f3n<\/a> de Dirac! Anderson le dio el nombre de positr\u00f3n. Tenemos aqu\u00ed un ejemplo de radiaci\u00f3n secundaria producida por rayos c\u00f3smicos. Pero a\u00fan hab\u00eda m\u00e1s, pues en 1.963 se descubri\u00f3 que los positrones figuraban tambi\u00e9n entre las radiaciones primarias.<\/p>\n Abandonado a sus propios medios, el positr\u00f3n es tan estable como el electr\u00f3n<\/a> (\u00bfy por qu\u00e9 no habr\u00eda de serlo si el id\u00e9ntico al electr\u00f3n<\/a>, excepto en su carga el\u00e9ctrica?). Adem\u00e1s, su existencia puede ser indefinida. Ahora bien, en realidad no queda abandonado nunca a sus propios medios, ya que se mueve en un universo repleto de electrones<\/a>. Apenas inicia su veloz carrera (cuya duraci\u00f3n ronda la millon\u00e9sima de segundo), se encuentra ya con uno.<\/p>\n As\u00ed, durante un momento relampagueante quedaron asociados el electr\u00f3n<\/a> y el positr\u00f3n; ambas part\u00edculas girar\u00e1n en torno a un centro de fuerza com\u00fan. En 1.945, el f\u00edsico americano Arthur Edwed Ruark sugiri\u00f3 que se diera el nombre de positronio<\/em> a este sistema de dos part\u00edculas, y en 1.951, el f\u00edsico americano de origen austriaco\u00a0 Martin Deutsch consigui\u00f3 detectarlo gui\u00e1ndose por los rayos gamma<\/a> caracter\u00edsticos del conjunto.<\/p>\n Pero no nos confundamos, aunque se forme un sistema positronio, su existencia durar\u00e1, como m\u00e1ximo, una diezmillon\u00e9sima de segundo. El encuentro del electr\u00f3n-positr\u00f3n provoca un aniquilamiento mutuo; s\u00f3lo queda energ\u00eda en forma de radiaci\u00f3n gamma. Ocurre pues, tal como hab\u00eda sugerido Einstein<\/a>: la materia puede convertirse en energ\u00eda y viceversa. Por cierto, que Anderson consigui\u00f3 detectar muy pronto el fen\u00f3meno inverso: desaparici\u00f3n s\u00fabita de rayos gamma<\/a> para dar origen a una pareja electr\u00f3n-positr\u00f3n. Este fen\u00f3meno se llama producci\u00f3n en pareja<\/em>. Anderson comparti\u00f3 con Hess el premio Nobel de F\u00edsica de 1.936.<\/p>\n Poco despu\u00e9s, los Joliot-Curie detectaron el positr\u00f3n por otros medios, y al hacerlo as\u00ed realizaron, de paso, un importante descubrimiento. Al bombardear los \u00e1tomos de aluminio con part\u00edculas alfa<\/a>, descubrieron que con tal sistema no s\u00f3lo se obten\u00edan protones<\/a>, sino tambi\u00e9n positrones. Cuando suspendieron el bombardeo, el aluminio sigui\u00f3 emitiendo positrones, emisi\u00f3n que s\u00f3lo con el tiempo se debilit\u00f3. Aparentemente hab\u00edan creado, sin propon\u00e9rselo, una nueva sustancia radiactiva. He aqu\u00ed la interpretaci\u00f3n de lo ocurrido seg\u00fan los Joliot-Curie: cuando un n\u00facleo de aluminio absorbe una part\u00edcula alfa<\/a>, la adici\u00f3n de los dos protones<\/a> transforma el aluminio (n\u00famero at\u00f3mico 13) en f\u00f3sforo (n\u00famero at\u00f3mico 15). Puesto que las part\u00edculas alfa<\/a> contienen cuatro nucleones<\/a> en total, el n\u00famero masivo se eleva 4 unidades, es decir, del aluminio 27 al f\u00f3sforo 31. Ahora bien, si al reaccionar se expulsa un prot\u00f3n<\/a> de ese n\u00facleo, la reducci\u00f3n en una unidad de sus n\u00fameros at\u00f3micos y masivos har\u00e1 surgir otro elemento, o sea, el silicio 30.<\/p>\n Puesto que la part\u00edcula alfa<\/a> es el n\u00facleo del helio, y un prot\u00f3n<\/a> es el n\u00facleo del hidr\u00f3geno, podemos escribir la siguiente ecuaci\u00f3n de esta reacci\u00f3n nuclear<\/em>:<\/p>\n aluminio 27 + helio 4 = silicio 30 + hidr\u00f3geno 1<\/p>\n N\u00f3tese que los n\u00fameros m\u00e1sicos se equilibran:<\/p>\n 27 + 4 = 30 + 1<\/p>\n Adentrarse en el universo de las part\u00edculas que componen los elementos de la tabla peri\u00f3dica, y en definitiva, la materia conocida, es verdaderamente fant\u00e1stico.<\/p>\n Tan pronto como los Joliot-Curie crearon el primer is\u00f3topo radiactivo artificial, los f\u00edsicos se lanzaron en tropel a producir tribus enteras de ellas. En realidad, las variedades radiactivas de cada elemento en la tabla peri\u00f3dica son producto de laboratorio. En la moderna tabla peri\u00f3dica, cada elemento es una familia con miembros estables e inestables, algunos procedentes de la naturaleza, otros s\u00f3lo del laboratorio. Por ejemplo, el hidr\u00f3geno presenta tres variedades: en primer lugar, el corriente, que tienen un solo prot\u00f3n<\/a>. En 1.932, el qu\u00edmico Harold Urey logr\u00f3 aislar el segundo. Lo consigui\u00f3 sometiendo a lenta evaporaci\u00f3n una gran cantidad de agua, de acuerdo con la teor\u00eda de que los residuos representar\u00edan una concentraci\u00f3n de la forma m\u00e1s pesada del hidr\u00f3geno que se conoc\u00eda, y, en efecto, cuando se examinaron al espectroscopio las \u00faltimas gotas de agua no evaporadas, se descubri\u00f3 en el espectro una leve l\u00ednea cuya posici\u00f3n matem\u00e1tica revelaba la presencia de hidr\u00f3geno pesado<\/em>.<\/p>\n El n\u00facleo de hidr\u00f3geno pesado est\u00e1 constituido por un prot\u00f3n<\/a> y un neutr\u00f3n<\/a>. Como tiene un n\u00famero m\u00e1sico de 2, el is\u00f3topo es hidr\u00f3geno. Urey llam\u00f3 a este \u00e1tomo deuterio<\/a><\/em> (de la voz griega deutoros<\/em>, \u201csegundo\u201d), y el n\u00facleo deuter\u00f3n<\/em>. Una mol\u00e9cula de agua que contenga deuterio<\/a> se denomina agua pesada<\/em>, que tiene puntos de ebullici\u00f3n y congelaci\u00f3n superiores al agua ordinaria, ya que la masa del deuterio<\/a> es dos veces mayor que la del hidr\u00f3geno corriente. Mientras que \u00e9sta hierve a 100\u00ba C y se congela a 0\u00ba C, el agua pesada hierve a 101\u201942\u00ba C y se congela a 3\u201979\u00ba C. El punto de ebullici\u00f3n del deuterio<\/a> es de -23\u20197\u00ba K, frente a los 20\u20194\u00ba K del hidr\u00f3geno corriente. El deuterio<\/a> se presenta en la naturaleza en la proporci\u00f3n de una parte por cada 6.000 partes de hidr\u00f3geno corriente. En 1.934 se otorg\u00f3 a Urey el premio Nobel de Qu\u00edmica por su descubrimiento del deuterio<\/a>.<\/p>\n El deuterio<\/a> result\u00f3 ser una part\u00edcula muy valiosa para bombardear los n\u00facleos. En 1.934, el f\u00edsico australiano Marcus Lawrence Edwin Oliphant y el austriaco P. Harteck atacaron el deuterio<\/a> con deuterones y produjeron una tercera forma de hidr\u00f3geno, constituido por un prot\u00f3n<\/a> y dos neutrones<\/a>. La reacci\u00f3n se plante\u00f3 as\u00ed:<\/p>\n hidr\u00f3geno 2 + hidr\u00f3geno 2 = hidr\u00f3geno 3 + hidr\u00f3geno 1<\/p>\n Este nuevo hidr\u00f3geno superpesado se denomin\u00f3 tritio<\/a><\/em> (del griego tritos<\/em>, \u201ctercero\u201d); su ebullici\u00f3n a 25\u00ba K y su fusi\u00f3n\u00a0 a 20\u20195\u00ba K.<\/p>\n Como es mi costumbre, me desv\u00edo del tema y sin poderlo evitar, mis ideas (que parecen tener vida propia), cogen los caminos m\u00e1s diversos. Basta con que se cruce en el camino del trabajo que realizo un fugaz recuerdo; lo sigo y me lleva a destinos distintos de los que me propuse al comenzar. As\u00ed, en este caso, me pas\u00e9 a la qu\u00edmica, que tambi\u00e9n me gusta mucho y est\u00e1 directamente relacionada con la f\u00edsica; de hecho son hermanas: la madre, las matem\u00e1ticas, la \u00fanica que finalmente lo podr\u00e1 explicar todo.<\/p>\n Estamos hablando de las part\u00edculas y no podemos dejar a un lado el tema del movimiento rotatorio de las mismas. Usualmente se ve c\u00f3mo la part\u00edcula gira sobre su eje, a semejanza de un trompo, o como la Tierra o el Sol, o nuestra galaxia o, si se me permite decirlo, como el propio universo. En 1.925, los f\u00edsicos holandeses George Eugene Uhlenbeck y Samuel Abraham Goudsmit aludieron por primera vez a esa rotaci\u00f3n de las part\u00edculas. \u00c9stas, al girar, generan un min\u00fasculo campo electromagn\u00e9tico; tales campos han sido objeto de medidas y exploraciones, principalmente por parte del f\u00edsico alem\u00e1n Otto Stern y el f\u00edsico norteamericano Isaac Rabi, quienes recibieron los premios Nobel de F\u00edsica en 1.943 y 1.944 respectivamente, por sus trabajos sobre dicho fen\u00f3meno.<\/p>\n Esas part\u00edculas (al igual que el prot\u00f3n<\/a>, el neutr\u00f3n<\/a> y el electr\u00f3n<\/a>), que poseen espines que pueden medirse en n\u00fameros mitad, se consideran seg\u00fan un sistema de reglas elaboradas independientemente, en 1.926, por Fermi<\/a> y Dirac; por ello, se las llama y conoce como estad\u00edsticas Fermi-dirac<\/em>. Las part\u00edculas que obedecen a las mismas se denominan fermiones<\/a><\/em>, por lo cual el prot\u00f3n<\/a>, el electr\u00f3n<\/a> y el neutr\u00f3n<\/a> son todos fermiones<\/a>.<\/p>\n Hay tambi\u00e9n part\u00edculas cuya rotaci\u00f3n, al duplicarse, resulta igual a un n\u00famero par. Para manipular sus energ\u00edas hay otra serie de reglas, ideadas por Einstein<\/a> y el f\u00edsico indio S. N. Bose. Las part\u00edculas que se adaptan a la estad\u00edstica Bose-Einstein<\/a><\/em> son bosones<\/a><\/em>, como por ejemplo la part\u00edcula alfa<\/a>.<\/p>\n Las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica tienen que ser aplicadas si queremos describir estad\u00edsticamente un sistema de part\u00edculas que obedece a reglas de esta teor\u00eda en vez de los de la mec\u00e1nica cl\u00e1sica. En estad\u00edstica cu\u00e1ntica, los estados de energ\u00eda se considera que est\u00e1n cuantizados. La estad\u00edstica de Bose-Einstein<\/a> se aplica si cualquier n\u00famero de part\u00edculas puede ocupar un estado cu\u00e1ntico dad. Dichas part\u00edculas (como dije antes) son bosones<\/a>, que tienden a juntarse.<\/p>\n Los bosones<\/a> tienen un momento angular nh\/2\u03c0<\/em>, donde n<\/em> es 0 o un entero, y h<\/em> es la constante de Planck<\/a>. Para bosones<\/a> id\u00e9nticos, la funci\u00f3n de ondas es siempre sim\u00e9trica. Si s\u00f3lo una part\u00edcula puede ocupar un estado cu\u00e1ntico, tenemos que aplicar la estad\u00edstica Fermi-Dirac y las part\u00edculas (como tambi\u00e9n antes dije) son los fermiones<\/a> que tienen momento angular (n + \u00bd)h \/ 2\u03c0<\/em> y cualquier funci\u00f3n de ondas de fermiones<\/a> id\u00e9nticos es siempre antisim\u00e9trica. La relaci\u00f3n entre el esp\u00edn<\/a> y la estad\u00edstica de las part\u00edculas est\u00e1 demostrada por el teorema esp\u00edn<\/a>-estad\u00edstica.<\/p>\n En un espacio de dos dimensiones es posible que haya part\u00edculas (o cuasipart\u00edculas) con estad\u00edstica intermedia entre bosones<\/a> y fermiones<\/a>. Estas part\u00edculas se conocen con el nombre de aniones<\/em>; para aniones id\u00e9nticos, la funci\u00f3n de ondas no es sim\u00e9trica (un cambio de fase de +1) o antisim\u00e9trica (un cambio de fase de -1), sino que interpola continuamente entre +1 y -1. Los aniones pueden ser importantes en el an\u00e1lisis del efecto Hall cu\u00e1ntico fraccional y han sido sugeridos como un mecanismo para la superconductividad de alta temperatura.<\/p>\n Debido al principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli, es imposible que dos fermiones<\/a> ocupen el mismo estado cu\u00e1ntico (al contrario de lo que ocurre con los bosones<\/a>). La condensaci\u00f3n Bose-Einstein<\/a> es de importancia fundamental para explicar el fen\u00f3meno de la superfluidez. A temperaturas muy bajas (del orden de 2\u00d710-7<\/sup> K) se puede formar un condensado de Bose-Einstein<\/a>, en el que varios miles de \u00e1tomos dorman una \u00fanica entidad (un super\u00e1tomo). Este efecto ha sido observado con \u00e1tomos de rubidio y litio. Como ha habr\u00e9is podido suponer, la condensaci\u00f3n Bose-Einstein<\/a> es llamada as\u00ed en honor al f\u00edsico Satyendra Nath Bose (1.894 \u2013 1.974) y a Albert Einstein<\/a>. As\u00ed que, el principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli tiene aplicaci\u00f3n no s\u00f3lo a los electrones<\/a>, sino tambi\u00e9n a los fermiones<\/a>; pero no a los bosones<\/a>.<\/p>\n Si nos fijamos en todo lo que estamos hablando aqu\u00ed, es f\u00e1cil comprender c\u00f3mo forma\u00a0 un campo magn\u00e9tico la part\u00edcula cargada que gira, pero ya no resulta tan f\u00e1cil saber por qu\u00e9 ha de hacer lo mismo un neutr\u00f3n<\/a> descargado. Lo cierto es que cuando un rayo de neutrones<\/a> incide sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo har\u00eda si el hierro no estuviese magnetizado. El magnetismo del neutr\u00f3n<\/a> sigue siendo un misterio; los f\u00edsicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalente a cero, aunque por alguna raz\u00f3n desconocida, logran crear un campo magn\u00e9tico cuando gira la part\u00edcula.<\/p>\n Particularmente creo que, si el neutr\u00f3n<\/a> tiene masa, si la masa es energ\u00eda (E = mc2<\/sup><\/em>), y si la energ\u00eda es electricidad y magnetismo (seg\u00fan Maxwell), el magnetismo del neutr\u00f3n<\/a> no es tan extra\u00f1o, sino que es un aspecto de lo que en realidad es materia. La materia es la luz, la energ\u00eda, el magnetismo, en\u00a0 definitiva, la fuerza que reina en el universo y que est\u00e1 presente de una u otra forma en todas partes (aunque no podamos verla).<\/p>\n Sea como fuere, la rotaci\u00f3n del neutr\u00f3n<\/a> nos da la respuesta a esas preguntas:<\/p>\n \u00bfQu\u00e9 es el antineutr\u00f3n<\/a>? Pues, simplemente, un neutr\u00f3n<\/a> cuyo movimiento rotatorio se ha invertido; su polo sur magn\u00e9tico, por decirlo as\u00ed, est\u00e1 arriba y no abajo. En realidad, el prot\u00f3n<\/a> y el antiprot\u00f3n<\/a>, el electr\u00f3n<\/a> y el positr\u00f3n, muestran exactamente el mismo fen\u00f3meno de los polos invertidos.<\/p>\n Es indudable que las antipart\u00edculas pueden combinarse para formar la antimateria, de la misma forma que las part\u00edculas corrientes forman la materia ordinaria.<\/p>\n La primera demostraci\u00f3n efectiva de antimateria se tuvo en Brookhaven en 1.965, donde fue bombardeado un blanco de berilio con 7 protones<\/a> BeV y se produjeron combinaciones de antiprotones y antineutrones, o sea, un antideuter\u00f3n<\/em>. Desde entonces se ha producido el antihelio 3<\/em>, y no cabe duda de que se podr\u00eda crear otros antin\u00facleos m\u00e1s complicados a\u00fan si se abordara el problema con m\u00e1s inter\u00e9s.<\/p>\n Pero, \u00bfexiste en realidad la antimateria? \u00bfHay masas de antimateria en el universo? Si las hubiera, no revelar\u00edan su presencia a cierta distancia. Sus efectos gravitatorios y la luz que produjeran ser\u00edan id\u00e9nticos a los de la materia corriente. Sin embargo, cuando se encontrasen las masas de las distintas materias, deber\u00edan ser claramente perceptibles las reacciones masivas del aniquilamiento mutuo resultante del encuentro. As\u00ed pues, los astr\u00f3nomos observan especulativamente las galaxias, para tratar de encontrar alguna actividad inusual que delate interacciones materia-antimateria.<\/p>\n No parece que dichas observaciones fuesen un \u00e9xito. \u00bfEs posible que el universo est\u00e9 formado casi enteramente por materia, con muy poca o ninguna antimateria? Y si es as\u00ed, \u00bfpor qu\u00e9? Dado que la materia y la antimateria son equivalente en todos los aspectos, excepto en su oposici\u00f3n electromagn\u00e9tica, cualquier fuerza que crease una originar\u00eda la otra, y el universo deber\u00eda estar compuesto de iguales cantidades de la una y de la otra.<\/p>\n Este es el dilema. La teor\u00eda nos dice que deber\u00eda haber all\u00ed antimateria, pero las observaciones lo niegan, no lo respaldan. \u00bfEs la observaci\u00f3n la que falla? \u00bfY qu\u00e9 ocurre con los n\u00facleos de las galaxias activas, e incluso m\u00e1s a\u00fan, con los qu\u00e1sares? \u00bfDeber\u00edan ser estos fen\u00f3menos energ\u00e9ticos el resultado de una aniquilaci\u00f3n materia-antimateria? \u00a1No creo! Ni siquiera ese aniquilamiento parece ser suficiente, y los astr\u00f3nomos prefieren aceptar la noci\u00f3n de colapso gravitatorio y fen\u00f3menos de agujeros negros<\/a>, como el \u00fanico mecanismo conocido para producir la energ\u00eda requerida.<\/p>\n Con esto de la antimateria me ocurre igual que con el hecho, algunas veces planteado, de la composici\u00f3n de la materia en lugares lejanos del universo. \u201cHa ca\u00eddo una nave extraterrestre y nuestros cient\u00edficos han comprobado que est\u00e1 hecha de un material desconocido, casi indestructible\u201d. Este comentario se ha podido o\u00edr en alguna pel\u00edcula de ciencia ficci\u00f3n. Podr\u00eda ser verdad (un material desconocido), sin embargo, no porque la nave est\u00e9 construida por una materia distinta, sino porque la aleaci\u00f3n es distinta y m\u00e1s avanzada a partir de los materiales conocidos del universo. En cualquier parte del universo, por muy lejana que pueda estar, rigen los mismos principios y las mismas fuerzas: la materia y la energ\u00eda son las mismas en cualquier parte. Lo \u00fanico que puede diferir es la forma en que se utilice, el tratamiento que se le pueda dar, y sobre todo, el poseer el conocimiento y la tecnolog\u00eda necesarios para poder obtener el m\u00e1ximo resultado de las propiedades que dicha materia encierra, porque, en \u00faltima instancia, \u00bfes en verdad inerte la materia?<\/p>\n Tiene y encierra tantos misterios la materia que estamos a\u00fan a a\u00f1os luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Nos podr\u00edamos preguntar miles de cosas que no sabr\u00edamos contestar. Nos maravillan y asombran fen\u00f3menos naturales que ocurren ante nuestros ojos, pero que tampoco sabemos, en realidad, a qu\u00e9 son debidas. S\u00ed, sabemos ponerles etiquetas como la fuerza nuclear d\u00e9bil<\/a><\/em>, la fisi\u00f3n espont\u00e1nea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio, y con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transur\u00e1nicos.<\/p>\n A medida que los n\u00facleos se hacen m\u00e1s grandes, la probabilidad de una fisi\u00f3n espont\u00e1nea aumenta. En los elementos m\u00e1s pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el m\u00e9todo m\u00e1s importante de su ruptura, sobrepasando a la emisi\u00f3n de part\u00edculas alfa<\/a>. \u00a1Parece que la materia est\u00e1 viva! Son muchas las cosas que desconocemos, y nuestra curiosidad nos empuja continuamente a buscar esas respuestas.<\/p>\n El electr\u00f3n<\/a> y el positr\u00f3n son notables por sus peque\u00f1as masas (s\u00f3lo 1\/1.836 de la del prot\u00f3n<\/a>, el neutr\u00f3n<\/a>, el antiprot\u00f3n<\/a> o el antineutr\u00f3n<\/a>), y por lo tanto, han sido denominados leptones<\/a> (de la voz griega leptos<\/em>, que dignifica \u201cdelgado\u201d).<\/p>\n Aunque el electr\u00f3n<\/a> fue descubierto en 1.897 por el f\u00edsico brit\u00e1nico Joseph John Thomson (1.856 \u2013 1.940), el problema de su estructura, si la hay, a\u00fan no est\u00e1 resuelto. Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9\u20191093897 (54) \u00d7 10-31 Kg la primera, y 1\u201960217733 (49) \u00d7 10-19<\/sup> culombios la segunda, y tambi\u00e9n su radio cl\u00e1sico r0<\/sub><\/em> igual a e2<\/sup>\/(mc2<\/sup>)<\/em> = 2\u201982 \u00d7 10-13 cm. No se ha descubierto a\u00fan ninguna part\u00edcula que sea menos masiva que el electr\u00f3n<\/a> (o positr\u00f3n) y que lleve una carga el\u00e9ctrica, sea la que fuese (sabemos c\u00f3mo act\u00faa y c\u00f3mo medir sus propiedades, pero a\u00fan no sabemos qu\u00e9 es), que tenga asociada un m\u00ednimo de masa.<\/sup><\/p>\n Lo cierto es que el electr\u00f3n<\/a> es una maravilla en s\u00ed mismo. El universo no ser\u00eda como lo conocemos si el electr\u00f3n<\/a> fuese distinto a como es; bastar\u00eda un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudi\u00e9ramos estar aqu\u00ed ahora.<\/p>\n \u00a1No por peque\u00f1o se el insignificante!<\/p>\n Record\u00e9moslo, todo lo grande est\u00e1 hecho de cosas peque\u00f1as. En realidad, existen part\u00edculas que no tiene asociada ninguna masa en absoluto, es decir, ninguna masa en reposo. Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica se comportan como part\u00edculas (Einstein<\/a> en su efecto fotoel\u00e9ctrico y De Broglie en la difracci\u00f3n de electrones<\/a>). Esta manifestaci\u00f3n en forma de part\u00edculas de lo que, de ordinario, concebimos como una onda, se denomina fot\u00f3n<\/a>, de la palabra griega que significa \u201cluz\u201d.<\/p>\n El fot\u00f3n<\/a> tiene una masa de 1, una carga el\u00e9ctrica de 0, pero posee un esp\u00edn<\/a> de 1, por lo que es un bos\u00f3n<\/a>. \u00bfC\u00f3mo se puede definir lo que es el esp\u00edn<\/a>? Los fotones<\/a> toman parte en las reacciones nucleares, pero el esp\u00edn<\/a> total de las part\u00edculas implicadas antes y despu\u00e9s de la reacci\u00f3n deben permanecer inmutadas (conservaci\u00f3n del esp\u00edn<\/a>). La \u00fanica forma de que esto suceda en las reacciones nucleares que implican a los fotones<\/a> radica en suponer que el fot\u00f3n<\/a> tiene un esp\u00edn<\/a> de 1. El fot\u00f3n<\/a> no se considera un lept\u00f3n<\/a>, puesto que este t\u00e9rmino se reserva para la familia formada por el electr\u00f3n<\/a>, el mu\u00f3n<\/a> y la part\u00edcula tau<\/a>, con sus correspondiente neutrinos<\/a>: \u03c5e<\/sub>, \u03c5\u03bc<\/sub> y \u03c5\u03c4<\/sub>.<\/p>\n Existen razones te\u00f3ricas para suponer que cuando\u00a0 las masas se aceleran (como cuando se mueven en \u00f3rbitas el\u00edpticas en torno a otra masa o llevan a cabo un colapso gravitacional), emiten energ\u00eda en forma de ondas gravitaciones. Esas ondas pueden, as\u00ed mismo, poseer aspecto de part\u00edcula, por lo que toda part\u00edcula gravitacional recibe el nombre de gravit\u00f3n<\/a>.<\/p>\n La forma gravitatoria es mucho, mucho m\u00e1s d\u00e9bil que la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>. Un prot\u00f3n<\/a> y un electr\u00f3n<\/a> se atraen gravitacionalmente con s\u00f3lo 1\/1039<\/sup> de la fuerza en que se atraen electromagn\u00e9ticamente. El gravit\u00f3n<\/a> (a\u00fan sin descubrir) debe poseer, correspondientemente, menos energ\u00eda que el fot\u00f3n<\/a>, y por tanto, ha de ser inimaginablemente dif\u00edcil de detectar.<\/p>\n De todos modos, el f\u00edsico norteamericano Joseph Weber emprendi\u00f3 en 1.957 la formidable tarea de detectar el gravit\u00f3n<\/a>. Lleg\u00f3 a emplear un par de cilindros de aluminio de 153 cm de longitud y 66 de anchura, suspendidos de un cable en una c\u00e1mara de vac\u00edo. Los gravitones<\/a> (que ser\u00edan detectados en forma de ondas) desplazar\u00edan levemente esos cilindros, y se emple\u00f3 un sistema para detectar el desplazamiento que llegase a captar la cienbillon\u00e9sima parte de un cent\u00edmetro. Las d\u00e9biles ondas de los gravitones<\/a>, que proceden del espacio profundo, deber\u00edan chocar contra todo el planeta, y los cilindros separados por grandes distancias se ver\u00e1n afectados de forma simult\u00e1nea. En 1.969, Weber anunci\u00f3 haber detectado los efectos de las ondas gravitacionales. Aquello produjo una enorme excitaci\u00f3n, puesto que apoyaba una teor\u00eda particularmente importante (la teor\u00eda de Einstein<\/a> de la relatividad<\/a> general). Desgraciadamente, nunca se pudo comprobar mediante las pruebas realizadas por otros equipos de cient\u00edficos que duplicaron el hallazgo de Weber.<\/p>\n En cualquier caso, no creo que a estas alturas alguien pueda dudar de la existencia de los gravitones<\/a>, el bos\u00f3n<\/a> mediador de la fuerza gravitatoria. La masa del gravit\u00f3n<\/a> es cero, su carga es cero, y su esp\u00edn<\/a> es 2. Como el fot\u00f3n<\/a>, no tiene antipart\u00edcula; ellos mismos hacen las dos versiones y, las dos caminan por el universo a la velocidad de la luz.<\/p>\n emilio silvera<\/p>\n
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