De la Física y de nosotros mismos

Las fuerzas que podemos sentir en la vida cotidiana, es decir, la Gravedad y el electromagnetismo, aumentan con la cercanía: así, cuando más cerca está un clavo de un imán o una manzana del suelo, más se verán atraídos.

Por el contrario, la interacción fuerte disminuye cuanto más cerca y juntas están las partículas en el interior de los átomos, aumentando cuando las partículas se alejan las unas de las otras.

El descubrimiento de esta extraña propiedad, llamada libertad asintótica, supuso toda una revolución teórica en los años 70 (se publicó en 1.973), pero ya plenamente respaldada por los experimentos en los aceleradores de partículas, aconsejó, a la Academia, conceder 30 años más tarde, el Premio Nobel de Física a sus autores.

“Ha sido un gran alivio. He estado pensando en ello durante mucho tiempo”, comentó al enterarse de la noticia Franck Wilczek.

“No estaba claro que fuera un adelanto en aquel momento. La teoría que propusimos era descabellada en muchos aspectos y tuvimos que dar muchas explicaciones”, reconoció el investigador.

Tanto Wilczek como Politzer eran aun aspirantes a doctores en 1.973, cuando publicaron su descubrimiento en Physical Review letters. Junto a su informe, la misma revista incluyó el trabajo de David Gross, que unido al de los dos estudiantes ha dado lugar a la celebrada teoría de la Cromodinámica Cuántica (QCD).

Siguiendo una arraigada costumbre de la Física de partículas, los investigadores emplearon nombres comunes y desenfadados para señalar sus nuevos descubrimientos y llamaron “colores” a las intrincadas propiedades de los quarks.

Por ello, su teoría es conocida en la actualidad por el nombre de Cromodinámica (cromo significa “color” en griego), a pesar de que no tienen nada que ver con lo que entendemos y llamamos color en nuestra vida cotidiana, sino con el modo en que los componentes del núcleo atómico permanecen unidos. En este sentido, resulta mucho más intuitiva, aunque no menos divertida, la denominación de las partículas que hacen posible la interacción fuerte, llamadas gluones (glue es “pegamento” en inglés).

Al igual que en la teoría electromagnética, las partículas pueden tener carga positiva o negativa, los componentes más diminutos del núcleo atómico pueden ser rojos, verdes o azules.

Además, de manera análoga a como las cargas opuestas se atraen en el mundo de la electricidad y el magnetismo, también los quarks de distinto color se agrupan en tripletes para formar protones y neutrones del núcleo atómico.

Pero estas no son las únicas similitudes, ni siquiera las más profundas, que existen entre las distintas fuerzas que rigen el Universo. De hecho, los científicos esperan que, en última instancia, todas las interacciones conocidas sean en realidad la manifestación variada de una sola fuerza que rige y gobierna todo el cosmos.

Según la Academia Sueca, el trabajo premiado a estos tres Físicos, “constituye un paso importante dentro del esfuerzo para alcanzar la descripción unificada de todas las fuerzas de la Naturaleza”. Lo que llamamos teoría del todo.

Según Frank Wiczek, que ahora pertenece al Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), su descubrimiento “reivindica la idea de que es posible comprender a la Naturaleza racionalmente”. El físico también recordó que “fue una labor arraigada en el trabajo experimental, más que en la intuición”, y agradeció “a Estados Unidos por un sistema de enseñanza pública que tantos beneficios me ha dado”.

Sabemos que los quarks (hasta el momento) son las partículas más elementales del núcleo atómico donde forman protones y neutrones. La interacción fuerte entre los quarks que forman el protón es tan intensa que los mantiene permanentemente confinados en su interior, en una región -omito la fórmula-. Y, allí, la fuerza crece con la distancia, si los quarks tratan de separarse, la fuerza aumenta (confinamiento de los quarks), si los quarks están juntos los unos a los otros, la fuerza decrece (libertad asintótica de los quarks). Nadie ha sido capaz de arrancar un quak libre fuera del protón.

Con aceleradores de partículas a muy altas energías, es posible investigar el comportamiento de los quarks a distancias muchos más pequeñas que el tamaño del protón.

Así, el trabajo acreedor al Nobel demostró que la fuerza nuclear fuerte actúa como un muelle de acero, si lo estiramos (los quarks se separan), la fuerza aumenta, si lo dejamos en reposo, en su estado natural, los anillos juntos (los quarks unidos), la fuerza es pequeña.

Así que la Cromodinámica Cuántica (QCD) describe rigurosamente la interacción fuerte entre los quarks y, en el desarrollo de esta teoría, como se ha dicho, jugaron un papel fundamental los tres ganadores del Nobel de Física de 2004 cuyas fotos y nombres hemos puesto antes.

Trabajos y estudios realizados en el acelerador LEP del CER durante la década de los 90 han hecho posible medir con mucha precisión la intensidad de la interacción fuerte en las desintegraciones de las partículas z y t, es decir a energías de 91 y 1,8 Gev, los resultados obtenidos están en perfecto acuerdo con las predicciones de ACD, proporcionando una verificación muy significativa de libertad asintótica.

—- Mini Big Bang a 100 metros bajo tierra —-

Habiendo mencionado el CER (Centro Europeo de Investigación Nuclear.), me parece muy oportuno recordar aquí que está a punto de finalizar la construcción del LHC (el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más grande del mundo ).

Simular el nacimiento del Universo no resulta nada sencillo. Primero hay que excavar un túnel subterráneo de 100 m. de profundidad, en cuyo interior se debe construir un anillo metálico de 27 kilómetros enfriado por imanes superconductores cuya función es mantener una temperatura bastante fresca, nada menos que 271 grados bajo cero.

A continuación, hay que añadir a la ecuación dos puñados de protones, lanzados al vacío de este tubo subterráneo en direcciones opuestas, y a una velocidad inimaginable que prácticamente debe rozar la velocidad de c. la velocidad de la luz en el vacío. Es solo entonces cuando los múltiples colisiones de partículas que se produzcan en el interior del anillo producirán condiciones que existían inmediatamente después del Big Bang, ese descomunal estallido cósmico que dio el pistoletazo de salida para el surgimiento de nuestro mundo y de la vida inteligente a partir de esta materia inerte creada y evolucionada después en las estrellas.

En el corazón de la cordillera del Jura, justo en la frontera entre Francia y Suiza, el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN), está ultimando la construcción de esta maravilla que, cuando se finalice de instalar todos los componentes de esta faraónica obra científica (cuyo coste está ya en 40.000 millones de euros y se ha tardado 15 años en construirse), unos 10.000 investigadores de 500 instituciones académicas y empresas esperan descubrir nuevas claves sobre la naturaleza de la materia y los ladrillos fundamentales de las que se compone el Universo.

¿Podremos encontrar por fin, en 2.008, cuando funcione este Gran Acelerador de Hadrones, esa esperada y soñada partícula, a la que algunos han llegado a llamar La “Partícula Divina”, conocida por partícula de Higgs y que se tiene por la partícula que proporciona las masas a todas las demás ?

Este acelerador tan largamente esperado, comenzará funcionar en 2.008 y, las partículas que se inyecten en su interior colisionaran aproximadamente seiscientos millones de veces por segundo, desencadenando la mayor cantidad de energía jamás observada en las condiciones de un laboratorio, aunque aun estará muy alejada de la energía necesaria para comprobar la existencia de las cuerdas vibrantes. Pero eso sí, nos dejará ver otras partículas nuevas hasta ahora esquivas, pertenecientes al grupo más elemental de los componentes de la materia.

El LHC producirá tantos datos que necesitarán una pila de CD de 20 km. de altura para almacenar tanta información generada por los experimentos y, una legión de físicos para estudiar resultados. Será fascinante.

El trabajo que se lleva a cabo en el CERN constituye una contribución muy importante al conocimiento de la Humanidad para comprender el mundo que nos rodea.

La pregunta clave: ¿De qué se compone la materia de nuestro Universo? Y ¿cómo llegó a convertirse en lo que es?

Es increíble el logro de conocimiento y tecnología que el hombre tiene conquistado a principios del siglo XXI, este mismo artilugio al que llaman acelerador LHC, es la mejor prueba de ello: Por ejemplo, los sistemas criogénicos que deben mantener ese inimaginable frío de 271 grados bajo cero o los campos electromagnéticos que deben asegurar que la aceleración de los haces de partículas las recorran los 27 km del anillo subterráneo a un 99,99% de la velocidad de la luz.

Si todo sale como está previsto y se cumplen todas las expectativas de los científicos, se calcula que cada segundo, un protón dará 11.245 vueltas al anillo del LHC. Teniendo en cuenta que cada haz de estas partículas tendrá una duración de 10 horas, se estima que recorrerá un total de 10.000 millones de kilómetros (suficiente para llegar a Neptuno y volver).

La energía requerida por el haz de protones al viajar por el acelerador es el equivalente a un coche viajando a 1 .600 km/h por el carril rápido de una autopista imposible, o la cantidad de energía almacenada en los imanes superconductores que mantendrán la temperatura a-271° sería suficiente para derretir 50 toneladas de cobre.

El LHC está dividido en 8 sectores de 3,3 km cada uno, y, de momento, sólo se ha logrado el enfriamiento de uno de los sectores a la temperatura necesaria para llevar a cabo las colisiones que simularán, en miniatura, las condiciones del Big Bang.

El Bosón de Higgs, el tesoro más buscado, será el premio. Una partícula que predice el modelo teórico actual de la Física, pero para el que hasta ahora no existe evidencia alguna. Se supone que este “ladrillo” fundamental del cosmos (cuyo nombre proviene del físico escocés que propuso su existencia en 1.964, Peter Higgs) es crucial para comprender cómo la materia adquiere su masa.

John Ellis, uno de los investigadores del CERN, ha dicho: ²si no encontramos la partícula de Higgs, esto supondría que todos los que nos dedicamos a la Física teórica llevamos 35 años diciendo tonterías”.

Espero que no sea así y que la dichosa partícula aparezca. Herman Tey kate, otro físico del CERN, se atreve a predecir que, la partícula de Higgs aparecerá antes de ocho meses a partir del comienzo de la búsqueda en los primeros meses de 2.008.

Creo que me he extendido demasiado en el ejemplo, cuando me introduzco en temas de Física se me va el santo al cielo, pero estamos tratando sobre nosotros y la manera en que evolucionamos para adquirir los conocimientos y sensaciones que tenemos.

Pocas historias atraen más a los humanos que la de sus orígenes, la de cual fue el camino que nos llevó a ser lo que somos, incluyendo, claro, con quiénes estamos emparentados, y cómo y cuándo nos separamos de tales ancestros.

De todo eso hemos estado tratando en las páginas de este libro, hemos realizado un viaje a través de las brumas del tiempo para explorar acontecimientos pasados relacionados con nuestra evolución.

¿Qué es lo que nos apartó tan decisivamente de todas las otras especies con las que compartimos el planeta? ¿En qué momento de nuestra historia evolutiva aparecieron las diferencias que nos separaron de los demás criaturas? ¿La denominada “mente” (o mundo mental) es algo específico de los humanos o se trata de un rasgo general de la psicología animal? ¿Por qué surgió el lenguaje? ¿Qué es eso que llamamos cultura, y que muchos consideran el sello de la Humanidad? ¿Somos la única especie que puede presumir de ella? Y quizás la pregunta más crucial de todas: ¿por qué estas diferencias nos escogieron a nosotros y no a otras especies?

Son preguntas que, a veces, no sabemos contestar y, sin embargo, sabemos que alma-mente y cuerpo, conforman un conjunto armonioso que hacen de nosotros seres únicos en el Universo.

Tenemos unos sensores que nos permiten sentir emociones como la tristeza, la ternura, el amor o la alegría. Nos elevamos y somos mejores a través de la música o la lectura de unos versos. Igualmente podemos llegar al misticismo del pensamiento divino, o incluso profundizar en los conceptos filosóficos de las cosas hasta rozar la metafísica.

La música es el lenguaje de las emociones, pero ¿qué es el amor? ¿Quién no ha sentido alguna vez ese nudo en el estómago y perdido las ganas de comer? ¿Quién no ha sentido alguna vez ese sufrimiento profundo de estar alejado del ser amado y el inmenso gozo de estar junto a ella/él?

Al igual que todo lo grande está hecho de cosas pequeñas, lo que entendemos por felicidad esta compuesto de efímeros momentos en los que ocurren cosas sencillas que, la mayoría de las veces, ni sabemos apreciar.

Lo que llamamos inteligencia está dentro de todos nosotros, unos tienen más cantidad de ese ingrediente y otros tenemos menos. Aparece con el lenguaje, pero ya desde la cuna el niño muestra una actividad sensorial y motriz extraordinaria que, a partir del primer año, presenta todos los caracteres de comprensión inteligente. Con la ayuda de su entorno, el niño va realizando las adaptaciones sensoriales elementales construidas por reflejos.

Mas tarde, aparecerán los numerosos estadios de las adaptaciones intencionales de libre inclinación que acabaran conduciendo al individuo a desarrollar una personalidad única, con el poder de inventar mediante la deducción o combinación mental de los hechos que ve y conoce por el mundo real y que puede dar lugar a crear situaciones y mundos de fantasía, es la creación de la mente. Con las vivencias del entorno, lo que se enseña y lo que aprende por el estudio, se forma una personalidad más o menos elevada según factores de índole diversa que nunca son los mismos, en cada caso se dan circunstancias muy individualizadas.

Todos quedamos marcados para el resto de nuestras vidas en relación a lo que de niño nos han enseñado, nos han querido y el entorno familiar en el que nos tocó vivir, son cosas que se gravan a fuego en la mente limpia del niño que de esta manera, comienza su andadura en la vida condicionado por una u otra situación que le hace ser alegre y abierto o taciturno, solitario y esquivo con una fuerte vida interior en la que, para suplir las carencias y afectos, se crea su propio mundo mental y privado.

La mente Humana es un bien “divino”, no se trata de una cosa más, es algo muy especial y tan complejo y poderoso que, ni nosotros mismos, sus poseedores, tenemos una idea clara de dónde puede estar el límite.

La mente guarda nuestra capacidad intelectual, tiene los pensamientos dormidos que afloran cuando los necesitamos, es la que guía nuestras actitudes y comportamientos, la voluntad y todos los procesos psíquicos conscientes o inconscientes, es la fuente creadora o destructora y, en definitiva, es lo que conocemos por ALMA.

Todas las cosas son, pero no de la misma manera, hay esencia y sustancia que conviven para conformar al sujeto que ES. “Somos” parte del Universo y estamos en el tiempo/espacio para desarrollar una misión que ni nosotros mismos conocemos, vamos imparables hacia ella y actuamos por instinto. Nos dieron las armas necesarias para ello: Inteligencia, Instinto y curiosidad. Estos tres elementos nos transportan de manera imparable hacía el futuro inexorable que nos está reservado.

El conjunto de nuestras mentes tiene un poder infinito que, de momento, está disperso, las ideas se pierden y cuando nacen no se desarrollan por falta de medios y de apoyos, es una energía inútil que, invisible, está vagando por el espacio sin ser aprovechada.

Estoy totalmente seguro de que nuestros cerebros ven el mundo que les rodea bajo su propia perspectiva, es decir, lo filtra y en buena medida lo crea, el cerebro no es pasivo, sino que, todo lo que percibe lo transmite “a su manera”, desde su propia percepción, desde su propia realidad, desde su propio mundo físico de todos los eventos y experiencias que tiene registrados para conformar un entorno y un mundo de las propias ideas.

Si pudiéramos “ver” lo que ve un perro, nos quedaríamos asombrados del mundo tan diferente al nuestro que percibe su cerebro con sus propias ideas y percepciones físicas y psíquicas.

Nosotros, los humanos, somos algo especial y nuestros cerebros no están en proporción con el peso de nuestros cuerpos si nos comparamos con el resto de los animales. Tanto es así que, si el cuerpo del ser humano siguiera las proporciones, con respecto al cerebro, que se dan como media en los mamíferos, nuestros cuerpos deberían pesar casi diez toneladas (aproximadamente lo que pesa un rinoceronte).

Nuestro cerebro es potente y tiene capacidades para “crear” su propio mundo, así pensamos que el mundo que vemos, oímos y tocamos es el mundo “real”, sin embargo, estaría mejor decir que es un mundo real humano, otros lo ven, lo oyen y lo perciben de manera diferente a la nuestra, así que, en nuestro propio mundo, para ellos, la realidad y el mundo es diferente, la que conforme sus cerebros.

No podemos ni comunicarnos con seres que comparten con nosotros el mismo planeta. Estos seres, de diversas morfologías y diferentes entornos en sus formas de vida, tienen un desarrollo cerebral distinto y, a veces, ni sabemos que es lo que tienen (caso de las plantas y vegetales en general).

Pensemos que si eso es así en nuestro propio mundo, ¿cómo podríamos contactar con seres pertenecientes a mundos situados en Galaxias alejadas miles de millones de kilómetros de la nuestra?

Ni siquiera podríamos comunicarnos con ellos cuyos lenguajes abstractos y matemáticas estarían conformados de manera muy diferente mediante una organización distinta de sus cerebros que, harían imposible un entendimiento, ya que, ellos y nosotros tendríamos percepciones muy diferentes del Universo, cada uno lo vería en función de las reglas de los respectivos cerebros que, por lógica, serían diametralmente opuestos. No se descarta la posibilidad de Civilizaciones que, basadas en el Carbono, como la nuestra, esté conformada por seres similares o parecidos a nosotros.

Por cierto, ¿qué pasa con el LHC? ¿No es mjucho tiempo el que lleva en silencio?emilio

emilio silverasilvera

[?]