La fortuna sonríe a los audaces

Comparten este año el Nobel de Física dos tozudos investigadores, Martin (Marty) Perl y Frederick (Fred) Reines, empeñados ambos en empresas que la gran mayoría de sus colegas consideraban, la una infundada, la otra imposible. La fortuna sonríe a los audaces.Érase una vez la lista, o tabla periódica, de los varios átomos que constituyen la materia, contenía noventa y, tantos elementos, del hidrógeno al uranio. Su manual de -funcionamiento -la química- era aún más complicado que el del último grito de artilugio electrónico. Con el progreso de la ciencia esta lista se ha simplificado radicalmente. Los elementos químicos están todos constituidos por sólo tres partículas más fundamentales: electrones y dos tipos de quarks, llamados up y down.

Desde finales del siglo pasado sabemos que los elementos -haciendo realidad el sueño del alquimista- pueden. ransmutarse. Un quark down puede desintegrarse en un quark up más un electrón. En este proceso, un elemento químico salta a la casilla de al lado (el siguiente elemento), como si la naturaleza jugase al parchis. Este fenómeno resultaba particularmente misterioso: una p arte de la energía de desintegración' desaparecía de modo insólito. Enricó Fermi dio en el clavo: postuló que la misteriosa energía se Ja llevaba una partícula prácticamente inobservable, un "neutrino".

Los cálculos demostraban que los neútrinos -como fantasmas- podían penetrar paredes o detectores con facilidad tal que parecía imposible observarlos. Para compensar a lo bruto la pequeñísima probabilidad de que un neutrino interaccione en un detector, hay que rociar éste con un flujo de muchísimos neutrinos. Reines, desarrollando una idea de Fermi, intentó detectar algunos de los muchos neutrinos emitidos por un reactor nuclear en pleno funcionamiento. Aun así, nadie apostaba un chavo por su éxito.

El ingenio y la redundancia del detector de Reines -y de su hoy fallecido colega Clyde Cowan- acabaron imponiéndose al sano escepticismo de la comunidad científica. Lograron demostrar, que los fantasmagóricos neutrinos realmente existen. El. investigador principal de este experimento comparte por ello el Nobel del año.

Las reacciones nucleares en la parte central del Sol no sólo 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 impertérrito lector). Con detectores suficientemente grandes -vasijas de unos diez mil metros cúbicos de agua- es posible interceptar una fracción mínima de dichos neutrinos. Un experimento en Japón ha sido así capaz de desarrollar las ideas de Reines hasta obtener una radiografía del corazón del sol. Este experimento y su homólogo estadounidense detectaron también, inesperadamente, los neutrinos emitidos por una supernova: la mortal explosión de una estrella gigante. Como siempre, la investigación básica, que en su día puede parecer inútil, aboca más tarde a resultados insospechados, en este caso una rama radicalmente nueva de la astronomía: una manera distinta de mirar el cielo.

Y a usted o a mi; ¿para qué nos sirve un neutrino? Sin ellos no luce el sol, sin sol no crecen las plantas. Sin viñas ni trigo no hay vino ni pan. Supongo que a un burro, real o figurado, le pueda resultar indiferente. Pero a mí, desde que supe que sin neutrinos no existirían, el pan y el vino me saben mucho mejor.

Curiosamente, el electrón y los quarks up y down, los constituyentes de la materia, más el neutrino, sin el que no habría estrellas ni útiles radioisótopos, no son los únicos objetos en la actual tabla de los elementos. Existen dos copias conformes de cada una de estas cuatro partículas. El electrón, 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 más elegante). El tau es el otro personaje del año. Su descubrimiento le ha merecido a Martin Perl la otra mitad del Nobel del 95.

El muón y el tau son idénticos al electrón, excepto en su masa, aproximada y respectivamente 207 y 3.492 veces superior a la de un electrón. 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 partículas. Y cabe preguntarse: ¿para qué sirve un tau, algo cuya duración media es de un tercio de billonésima de segundo? No tenemos aún una respuesta sólidamente establecida, pero sí pistas sumamente interesantes.

Nuestro universo pudo haber nacido -literal y espontáneamente- de la nada. La mayoría de, los físicos piensa que, mientras no se demuestre observacionalmente lo contrarío esta hipótesis es la. más razonable. Es relativamente fácil construir una teoría de la juventud y evolución posterior de un tal un]verso, siempre, que contenga sólo partículas de luz (fotones). Pero nuestro universo contiene también materia, aunque poca: unos quince quarks up, nueve quarks down y siete electrones por cada diez milllones de fetones. En el contexto de las teorías establecidas, el escollo está en que, para que se produzca materia de modo espontáneo, no basta la existencia de una sola generación: el electrón, el neutrino de Reines y los quarks up y down. Hacen falta al menos dos generaciones más.

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 partícula de la tercera generación que se descubrió. Puede así arguirse que su hallazgo constituyó una indicación inicial de cómo es posible que la materia -y nosotros mismos- poblemos este universo. Da gusto ver cómo 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 España.