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FÍSICA Altas energías El CERN anuncia una 'sopa de quarks'

Los físicos que exploran el núcleo atómico, las partículas elementales que lo forman y las fuerzas que las mantienen unidas, sueñan con crear un nuevo estado de la materia en el que los minúsculos quarks floten libremente. Por tal estado debió pasar el universo al poco de empezar a existir. El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) acaba de anunciar algo muy cercano al logro de esa sopa de quarks y la polémica no se ha hecho esperar.

El experimento que pretende cocinar la sopa de quarks y gluones es tan interesante como para que lo recree una novela de ciencia ficción (Cosmo de Gregory Benford) aunque llevándolo más lejos aún. El objetivo es el siguente: las partículas elementales -quarks- que forman los neutrones y los protones de los núcleos atómicos están fuertementen enlazadas entre sí, mediante los gluones -partículas de fuerza-. No hay forma de separar esos quarks. Una alternativa para explorar esa escala de la materia es hacer chocar nucleos atómicos pesados, de plomo en el CERN, de uranio en Cosmo.Esos choques condensan extremadamente la materia, y en los experimentos se han logrado densidades superiores a 20 veces la de la materia corriente de los núcleos. La teoría predice que a altísimas presiones, los quarks y gluones pierden su identidad para crear un amasijo de partículas en forma de plasma, en lugar de estar enlazadas formando protones y neutrones. Ese plasma es un nuevo estado de la materia, una sopa de quarks y gluones.

En los experimentos no se ve directamente esa sopa, puesto que dura sólo unas fracciones de segundo, pero se puede deducir su existencia por el humo que queda, es decir, por la producción de otras partículas y radiaciones generadas, que es lo que miden los detectores de los experimentos. Ulrich Heinz y Maurice Jacob, de la división de física teórica del CERN, dicen que es como ver la sonrisa del gato de Cheshire de Alicia en el país de las maravillas, que permanece después de que el gato haya desaparecido.

Para cazar esa sonrisa de gato el CERN montó siete experimentos en un acelerador de núcleos de plomo que se hacen chocar contra blancos, también de plomo, para alcanzar el estado de alta densidad. Los experimentos son interesantes para explorar las interacciones de la materia dentro del núcleo atómico, en el interior de protones y neutrones, la llamada fuerza fuerte, que los mantienen unidos. Otro ensayo que tendrá energía aún más alta está a punto de comenzar en el Laboratorio de Brookhaven (EEUU).

De momento, en el CERN se han medido señales que allí se han interpretado como indicadores de que en algún instante se ha logrado crear sopa de quarks y gluones, un estado de la materia nuevo en los laboratorios, pero seguramente no tan nuevo en la naturaleza, ya que la teoría del Big Bang predice que una millonésima de segundo después de la explosión inicial el cosmos era una sopa así, antes de que los quarks, al enfriarse el universo en expansión, se uniesen formando protones y neutrones.

"Los resultados combinados de los siete experimentos del Programa de Iones Pesados del CERN han dado una clara imagen de un nuevo estado de la materia", comentó Luciano Maiani, director general del laboratorio. Más tarde matizó: "Es un paso en la investigación... no es la última palabra", informa Reuters. "Indica que un nuevo estado de la materia se ha creado", dice Johanna Stachel, portavoz de uno de los experimentos del CERN.

Pero no todo el mundo está tan seguro del alcance, o la interpretación, de los datos. "Los resultados presentados la semana pasada en el CERN fueron presentados ya en junio de 1999 en la conferencia Quark Matter, celebrada en Turín", comenta Carlos Pajares, catedrático de la Universidad de Santiago y experto en este campo de física de partículas. "Son datos extremadamente interesantes, que apuntan hacia una física que pretende ver qué pasa con la materia a altas densidades. Pero de ahí a decir que es una prueba concluyente de la existencia de plasma de quarks y gluones.... creo que no, que hacen falta más datos, que éstos no son concluyentes".

En EEUU abundan los comentarios escépticos sobre un descubrimiento "fuertemente discutido", según Los Angeles Times. En los datos del CERN "no aparece el revólver humeante", señala Barry Barish, del Instituto de Tecnología de California.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 16 de febrero de 2000