El Nobel de Física premia la explicación del comportamiento de los quarks

Una teoría que supuso un descubrimiento fundamental en física de partículas, al permitir una mejor comprensión de lo que pasa en el interior del núcleo atómico, ha merecido el premio Nobel de Física de este año, anunciado ayer en Estocolmo. Los científicos estadounidenses David J. Gross, H. David Politzer y Frank Wilczek publicaron en 1973 la explicación matemática de que no se puedan observar aislados los quarks, partículas elementales que forman los protones y los neutrones. La razón es que están ligados de tres en tres por una fuerza, la interacción fuerte, que actúa como una goma elástica.

El premio era esperado desde hace años. Ayer, Wilczek (nacido en 1951), se mostró "muy aliviado". "Llevo pensando en ello durante mucho tiempo, pero cuando pasó no estaba claro que fuera un descubrimiento", reconoció, informa Reuters. Gross, que vive en California y nació en 1941, recordó que su trabajo es un primer paso hacia la teoría de la unificación de todas las fuerzas. Politzer, nacido en 1949, no había realizado declaraciones al cierre de esta edición.

Por separado -Politzer solo, a los 23 años, y Gross en colaboración con Wilczek, de sólo 22 años- los tres científicos llegaron en 1973 a una conclusión contradictoria, informa la Academia Sueca de Ciencias. En el mundo microscópico, las interacciones fuertes, predominantes en el interior del núcleo, son más débiles cuando los quarks están muy cerca unos de otros, lo que les lleva a comportarse casi como partículas libres, en la llamada libertad asintótica. Sin embargo, cuando los quarks están alejados, la fuerza es mucho mayor, ya que aumenta con la distancia. Es como si estuvieran ligados por una goma elástica. Al intentar separarlos, inyectándoles energía, se encuentra mayor resistencia cuanto mayor es la distancia entre ellos. Esta fuerza está mediada por unas partículas sin masa llamadas gluones, de la palabra inglesa glue (pegamento).

Este descubrimiento fue expresado en 1973 en un marco matemático elegante que llevó a una teoría completamente nueva, la cromodinámica cuántica. Fue una contribución importante al Modelo Estándar, la teoría que explica casi todo en el universo, con la llamativa excepción de la fuerza de la gravedad, y ha sido comprobada experimentalmente en los últimos años de forma repetida en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). "El trabajo ha acercado a la física un paso más al gran sueño de formular una teoría unificada que incluya la gravedad también, una teoría del todo", explicó la academia en un comunicado.

Los quarks fueron intuidos algunos años antes y son las partículas elementales que forman los protones y neutrones del núcleo atómico. Los electrones, que están fuera del núcleo, son también partículas elementales. De ambos tipos de partículas están construidos todos los átomos y a su vez todas las moléculas y en consecuencia todo el universo.

La vida cotidiana

"Puede parecer difícil comprender los progresos en la física de partículas o su importancia en la vida cotidiana", comentó ayer la academia, para seguir con un ejemplo clarificador. Cuando una moneda gira sobre sí misma encima de una mesa, sus movimiento están en realidad regidos por las fuerzas fundamentales entre los ladrillos que la forman -protones, neutrones y electrones-. De hecho, aproximadamente un 80% del peso de la moneda se debe a los movimientos y procesos en el interior de los protones y neutrones, la interacción entre quarks.

Wilczek reconoció ayer que su trabajo "no tiene impacto sobre la vida cotidiana y nunca lo tendrá, pero si influye en nuestra comprensión de la manera en que funciona la naturaleza. Esto refuerza la idea general de que la naturaleza se puede comprender de verdad de forma precisa".

Los tres galardonados se repartirán el premio, dotado con 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros).