Cómo destruir la Tierra sin salir del laboratorio (y II)

De Einstein's Bridge a Recuerdos del futuro, la ciencia-ficción se ha hecho eco del temor suscitado por enormes dispositivos, más y más energéticos, que bajo el estandarte del conocimiento científico, intentan acercarse al origen del universo y sonsacar sus misterios. Analizábamos la pasada semana en esta columna la oleada de inquietud que acompañó a la puesta en funcionamiento del RHIC, el monumental colisionador de iones relativistas pesados ubicado en Brookhaven, Nueva York.

En el anillo del RHIC tienen lugar miles de colisiones por segundo, en las que se alcanzan, durante un breve lapso de tiempo, temperaturas extremas: alrededor de 1 billón de grados (o sea, un 1 seguido de 12 ceros), o si lo prefieren, unas 100.000 veces la temperatura existente en el centro de nuestro Sol. Casi nada. Para ello, se utilizan iones de oro (o sea núcleos atómicos, compuestos por 79 protones y 118 neutrones cada uno), acelerados a casi la velocidad de la luz, y a los que se hace colisionar de forma extremadamente violenta. En la colisión, los protones y neutrones presentes en los núcleos atómicos se funden para liberar, por un breve instante, quarks y gluones. Pueden encontrarse animaciones por ordenador de tales colisiones, en formato mpeg, en la propia página web del Brookhaven National Laboratory (www.bnl.gov/rhic/heavy_ ion.htm).

Desde un minúsculo grano de arroz a un cúmulo de galaxias, todo el universo está hecho de materia. Los físicos han construido un modelo estándar, en base a 12 partículas elementales y cuatro interacciones, que en conjunto constituyen los verdaderos ladrillos del universo. Como su nombre indica, las llamadas partículas elementales son el último eslabón de la cadena de construcción, indivisibles por definición. De hecho, experimentos como los que se llevan a cabo en el RHIC, han demostrado que partículas que antaño se consideraba elementales, como el protón o el neutrón, poseen estructura interna (cada uno de ellos está compuesto por tres quarks). Las partículas elementales se clasifican en dos grandes grupos: quarks y leptones (globalmente designadas como fermiones). Existen seis variedades de quarks (con nombres exóticos, tales como up, down, strange, charm..., que designan determinadas propiedades físicas) y seis tipos de leptones (el electrón -elemental, a diferencia del protón o el neutrón-, los elusivos neutrinos, el muón y la partícula tau). De hecho, se cree que no existen quarks libres, sino que estos se combinan entre sí para formar otras familias de partículas: los bariones, constituidos por tres quarks (dos up y un down forman un protón, por ejemplo), y los mesones, resultado de la unión de un quark y un antiquark.

No acaban aquí las cosas... Los cuatro tipos de fuerza o interacción que tienen lugar en la naturaleza (gravedad, electromagnetismo y dos tipos de interacción nuclear, la débil y la fuerte) están asimismo asociados a sendas partículas portadoras de la interacción, los llamados bosones: el gravitón, el fotón, los bosones intermedios W y Z, y los gluones, respectivamente.

Los modelos teóricos predicen que justo después del Big Bang, el universo estaba dominado por una sopa de quarks y gluones extraordinariamente caliente. Esto es lo que se intenta probar en el RHIC, erigido en una especie de máquina del tiempo que permite reproducir las condiciones que imperaban en el incipiente universo que se formó tras la Gran Explosión primigenia.

¡Menuda sopa de partículas!, pensará el lector. No es de estrañar el curioso lapso que tuvieron los guionistas de la serie de televisión Star Trek, en el episodio titulado Starship Mine, en el que se somete al insigne Enterprise a una 'limpieza de bariones' peligrosamente adheridos al casco de la nave durante su periplo. Esta tarea conllevaría desmantelar el fuselaje de la nave, dado que los protones y neutrones del casco son, por ende, bariones. ¡Cáspita!, un verdadero zoo de partículas, y tuvieron que quitar las buenas...