Los nuevos componentes de la materia

El Premio Nobel de Física de este año ha sido concedido por el descubrimiento, realizado durante los dos últimos años, de una serie de constituyentes de la materia que confirman definitivamente la unificación de las fuerzas electromagnética y débil, responsables, la primera, entre otras cosas, de la luz, la química, etcétera, y la segunda, de ciertos tipos de radiactividad. La formulación de la teoría electrodébil ya les valió el premio Nobel de Física en 1979 a los fisicos teóricos Sheldon Galshow, Steven Weinberg y Abdus Salam.En 1978, y a instancias de Rubbia, se comenzó en el CERN la construcción de un enorme acelerador que permitiría el estudio directo de la unificación electrodébil. Esta nueva máquina, basada en el principio estocástico de enfriamiento de haces de antriprotones formulado por el también galardonado físico holandés Simon Van der Meer, ha sido la herramienta usada por Rubbia y su equipo de investigadores (unos 150 físicos) para llegar a los descubrimientos que hoy se premian. Esta máquina, la mayor y más compleja jamás construida por el hombre, ha servido además para desnivelar hacia Europa la hegemonía que Estados Unidos tenían en la fisica de altas energías desde la segunda guerra mundial.

Específicamente, 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.

¿Qué son los dos W± (uno con carga eléctrica positiva y otro con negativa) y el Z^0? Las teorías de unificación están basadas en unas estructuras matemáticas que reciben el nombre de teorías de gauge, una de cuyas características esenciales es que se supone que las fuerzas que describen se transmiten mediante el intercambio continuo de unas partículas 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 difícil de entender: basta para ello con imaginarse qué ocurriría si el lector y un buen amigo fueran unos malabaristas de gran categoría que se intercambiaran bolas a gran velocidad: los dos estarían ligados entre sí por un puente de bolas, y cuanto más pesadas fueran éstas, más corto sería el puente.

¿Qué 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 electrón, el menos conocido muán 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 hadrónica y que se describe de manera bastante satisfactoria mediante la hipótesis de que está 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 tenía evidencia de todos los quarks, excepto el top, y han sido Rubbia y el equipo que él 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± y el Z^0, el influyente diario norteameriano The New York Times publicó un editorial que se titulaba "Europa, 3; USA, 0", indicando que Europa efectivamente ganaba en esta competición 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 cooperación científica internacional y del que nuestro país es miembro activo desde 1983, tras una ausencia de 15 años.