La MATERIA, ¿viva? ¿inerte?

Está claro que aquí trataremos sobre la física y la naturaleza de la materia que, por lo menos yo, no tengo muy claro que sea "inerte", ya que la vida, tal como la conocemos, sin lugar a ninguna duda proviene de esa mal llamada materia inerte que, en su momento y mediante unos procesos y circunstancias muy especiales, en presencia de agua, elementos diversos que como un caldo primordial fueron bombardeados por los rayos cósmicos provenientes del espacio exterior, dio lugar a esa primera célula que nos trajo millones de años después a nosotros, los humanos.

Los físicos utilizando tecnologías avanzadas y muy poderosas, han investigado y experimentado creando en los laboratorios y aceleradores de partículas las iniciales condiciones del Big Bang, mediante la fórmula de hacer chocar haces de protones (u otras partículas) que circulando a velocidades cercanas a la de la luz, hacen aparecer otras partículas más exóticas que están escondidas en el interior de los núcleos atómicos. De los escombros de esas colisiones sacan y obtienen datos de esos nuevos componentes de la materia; así han ido confeccionando la lista, cada vez más larga, de las familias de partículas elementales, unas más elementales que otras.

Siguiendo el camino marcado por J. J. Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr y James Chadwick, se continuó indagando en la estructura interna del modelo atómico descubierto por ellos y que nos hicieron ver que, lejos de ser el material constitutivo más elemental, los átomos están formados por un núcleo que contiene protones y neutrones, rodeados por un enjambre de electrones que describen órbitas a su alrededor.

Durante cierto tiempo muchos físicos pensaron que los protones, los neutrones y los electrones eran los átomos de Demócrito que, como sabemos hace ahora más de 2.000 años, intuyó que la materia estaba compuesta de infinitesimales partículas a las que dio ese nombre y que el creía que eran invisibles e indivisibles.

El experimento en el Stanford Linear Accelerator Center de tecnología avanzada, exploró las entrañas de la materia y se pudo comprobar que los protones y neutrones no eran partículas fundamentales; demostraron que cada una de ellas estaban constituidas por partículas menores que, más tarde, Murray Gell-Mann, llamó quarks y que en esa primera fase se limitaron a dos formas o tipos, los denominados up (arriba) y los de nombre down (abajo), que se conformaban en tripletes para crear un protón: uud - dos quarks up y un quark down -, mientras que el neutrón estaba compuesto por ddu - dos quarks down y un quark up -.

Todo lo que vemos en la tierra o en el cielo resulta estar hecho de electrones que son leptones y de quarks que forman los nucleones, partículas que pertenecen a la familia de los hadrones: bariones y mesones. Toda la materia que podemos observar es bariónica; la otra, esa que se nos escapa, es la materia oscura de la que se hablará más adelante.

Según las energías de las que en este momento podemos disponer, no tenemos los medios técnicos ni energéticos para profundizar más y comprobar si existen partículas aún más pequeñas que los quarks. Existen teorías que postulan la existencia de filamentos o cuerdas vibrantes, que son cien mil veces menores que los quarks, muy masivas, que pudieran ser los componentes finales y más pequeños de la materia del universo, los ladrillos fundamentales de todo lo que existe. Está por ver, y a lo largo de éste trabajo trataré de explicar y profundizar en esta interesante teoría del todo que pretende, nada más y nada menos que unificar todas las fuerzas de la naturaleza, o lo que es lo mismo, unir la mecánica cuántica con la teoría de la relatividad general, algo hasta el momento imposible.

A mediados de la década de los 50, Frederick Reines y Clyde Cowan encontraron pruebas experimentales concluyentes de la existencia de un cuarto tipo de partícula fundamental, llamada neutrino, de cuya existencia ya hizo vaticinio y predijo el físico Wolfgang Pauli a principios de la década de 1.930. Al tener poca o masa nula, son muy difíciles de encontrar; recorren el espacio a la velocidad de la luz y su inconsistencia les permite atravesar fácilmente incluso un hipotético muro de miles de kilómetros de plomo sin que en su movimiento se produzca el menor efecto. De hecho, nuestro planeta y nosotros mismos somos atravesados por cientos de miles de neutrinos provenientes del Sol, sin que nos cause daño alguno.

Se pudo descubrir que los neutrinos son de tres tipos; electrónico (asociado al electrón, muónico (asociado al muón) y tauónico (asociado a la partícula tau). Todos, los seis, son los que forman la familia de los leptones.

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