La esencia del Big Bang

Tras cinco años de experimentos, los científicos del acelerador de partículas estadounidense Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) han llegado a la conclusión de que la materia esencial del universo, apenas unos microsegundos después del Big Bang, era algo más parecido a un líquido de quarks y gluones (dos tipos de partículas elementales) que a un gas, como se pensaba hasta ahora.

En el RHIC, del Laboratorio Nacional de Brookhaven (Nueva York), los investigadores produjeron una especie de cosmos primitivo de juguete haciendo chocar iones (átomos a los que se les han arrancado todos los electrones) de oro. En las altísimas temperaturas alcanzadas en los choques se han recreado los primeros instantes en la historia del universo, muy anteriores a que se formaran los átomos o incluso los protones de los núcleos. Esa especie de líquido de quarks y gluones sería denso pero fluiría con muy baja viscosidad, tan baja que se aproximaría mucho a un fluido ideal. Los quarks son las partículas constituyentes de los protones y los neutrones del núcleo atómico; los gluones mantienen unidos a los quarks.

Los resultados obtenidos en RHIC merecen, según el Instituto de Física de EE UU (AIP, en siglas de su denominación en inglés), el primer lugar entre los descubrimientos en física más destacados de 2005. Además del premio Nobel de este año a RoyJ. Glauber, por su teoría cuántica de la coherencia óptica, y a John L. Hall y Theodor W. Hänsch, por desarrollar sistemas para hacer mediciones ultraprecisas de la luz, la AIP destaca una veintena de descubrimientos y los presenta en su boletín por orden de presentación, sin un criterio de relevancia.

- Exploración interplanetaria

La sonda Huygens (de la Agencia Europea del Espacio) descendió por la atmósfera de Titán, la luna de Júpiter, hasta el suelo, tomando datos, registrando sonido y haciendo fotografías durante una hora y media. También en la exploración interplanetaria, destaca la detección directa de dos planetas extrasolares. El resto de los más de 150 planetas extrasolares ya conocidos se ha descubierto por métodos indirectos.

- Ultrafrío

Varios avances científicos destacados de 2005 proceden de la investigación en condiciones de ultrafrío, donde los científicos logran explorar propiedades cuánticas de la materia. Son significativamente importantes, según la API, la observación del hidrógeno sólido como superfluido, logros en el ámbito molecular de los llamados condensados Bose- Einstein, la superfluidez en un gas ultrafrío de átomos fermiónicos, la exploración de una condición cuántica llamada estado oscuro y la demostración del equivalente acústico del efecto Hall eléctrico.

- Partículas elementales

Varios trabajos en física de partículas merecen la mención destacada de la API este año.

Un grupo de teóricos hizo la mejor predicción hasta ahora de la masa de una partícula (el mesón B con encanto) y a los pocos días se logró medir con precisión. Otros físicos midieron

con mucha precisión la variación de la fuerza nuclear débil (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) a una distancia considerada enorme (unas diez veces el diámetro de un protón). En otro ámbito, los físicos han detectado, en un experimento en Japón antineutrinos del electrón procedentes de desintegraciones radiactivas en el interior de la Tierra.

- El mayor resplandor

El mayor resplandor luminoso registrado hasta ahora, procedente de fuera del Sistema Solar, se originó en una estrella de neutrones con un gigantesco campo magnético, situada a unos 50.000 años luz de la Tierra. La violenta erupción -en rayos gamma y otras longitudes de onda- del objeto, SGR 1806-20 se vio durante unos minutos con observatorios en órbita, y después, durante meses, se pudo seguir con varios telescopios situados en el suelo.

- Computación cuántica

El denominado entrelazamiento, por el que la medida de alguna propiedad de una partícula elemental automática e instantáneamente determina la propiedad correspondiente de otra, abre una perspectiva para la computación cuántica ultrarrápida.Un experimento realizado en la Universidad de Illinois mostró entrelazamiento entre dos fotones en varios parámetros.

- La escala de lo minúsculo

Unos investigadores de Caltech (California) han logrado hacer mediciones de masas minúsculas, en la escala de los zeptogramos (milmillonésimas de billonésimas de gramo), con un dispositivo electromecánico nanoscópico de alta precisión. Esto permite pesar moléculas de una en una. Por otro lado, unos científicos de la universidad de California han creado una molécula con dos patas, confirgurada de manera que sólo una de ellas reposa cada vez en el sustrato, y creen que puede tener aplicación en un sistema molecular de almacenamiento de información.

- Gotas y agua

Cuando una gota de líquido choca con una superficie plana, en condiciones atmosféricas normales, se aplana en el impacto, se ensancha hacia los lados y genera una corona de gotitas hacia arriba. Pero según han comprobado en la Universidad de Chicago, cuando varían las condiciones atmosféricas, la salpicadura se reduce y a un quinto de atmósfera desaparece la formación de la corona de gotitas. En otro laboratorio se han logrado unas monocapas de moléculas de agua, sobre un sustrato de platino, que muestran un efecto poco común de hidrofobia al repeler la formación de hielo. El trabajo es interesante, por ejemplo, para la investigación de las nubes artificiales.

- Fusión a temperatura ambiente

Un dispositivo de fusión nuclear, de tamaño reducido y bastante simple, fue desarrollado en la Universidad de California, logrando fusionar átomos de deuterio a temperatura ambiente, con la consiguiente producción de neutrones. El ingenio no sirve para generar energía.

- Óptica

Un equipo de la Universidad de Tejas ha hecho una superlente capaz de producir una imagen de una fuente en un punto focal de sólo un octavo de la longitud de onda. Es la primera vez que se logra montar una lente así en un dispositivo funcional para la banda de infrarrojo medio. Por otra parte, los científicos están investigando materiales que tienen un índice negativo de refracción, por el cual un haz de luz, al pasar del aire a un medio especial, se refracta no hacia la perpendicular de la superficie del medio sino apartándose de ella. Estos materiales zurdos pueden tener aplicaciones en nuevas antenas y guías de ondas y un grupo de físicos ha observado este fenómeno en el infrarrojo cercano, la región de las telecomunicaciones por fibra óptica. Otros investigadores han creado un nuevo proceso óptico para ampliar la producción de radiación coherente hasta el ultravioleta extremo.

- La vacuna de la gripe

Aunque parezca más bien de biología o de epidemiología, el trabajo de un científico de EE UU sobre la vacuna de la gripe se destaca entre los trabajos brillantes de física. La aportación novedosa consiste en aplicar herramientas de física estadística para predecir la eficacia de dicha vacuna.