¡La Materia! Ese gran misterio

La MATERIA – ¿viva? ¿inerte? –

“Cuando hablamos de materia inerte, nos referimos a todos los cuerpos y sustancias que no forman parte de un organismo viviente, o sea, que no se encuentran insertos en algún ciclo de vida: nacer, crecer, reproducirse y morir. En ese sentido, la materia inerte se contrapone a la materia viva o a los seres vivos.

El mundo está compuesto por seres vivos y cosas inanimadas, en diversos mecanismos de interacción. Mientras los primeros poseen movimiento voluntario y requieren de un balance interior para preservar su energía y continuar existiendo, la materia inerte se encuentra sometida únicamente a las fuerzas físicas elementales y a los procesos de transformación (biológicos o no), sin que intervenga en ello ningún tipo de voluntad, de necesidad vital o semejantes.

La materia inerte se llama así porque no presenta movimiento, ni voluntad, lo que demuestra una existencia pasiva en el universo, en comparación a la activa de los seres vivos.”

Los seres vivos y la materia inerte se vinculan de distintos modos, como pueden ser:

• “Nutrición. Si bien los seres vivos están compuestos de materia orgánica, también debemos consumir determinada materia inerte, es decir, elementos específicos que nos permiten mantener la homeostasis, o sea, el equilibrio bioquímico. Por ejemplo, los seres vivos no podemos vivir sin agua, pero ésta no es un ser vivo.
• Síntesis bioquímica. Los organismos vivientes no solo absorben materia inerte para nutrirse, sino que cambian la configuración de dicha materia mediante sus procesos metabólicos. Así, los organismos pueden construir moléculas orgánicas a partir de elementos dispersos (como hacen las plantas con la fotosíntesis), alterando la constitución de la materia inerte a su alrededor.
• Descomposición. La vida, sin embargo, termina siempre y las moléculas orgánicas que componían el cuerpo de los seres vivos se descomponen por acción de otros organismos y de los elementos naturales, volviendo a ser sustancias más básicas y convirtiéndose, eventualmente, en materia inerte.”

“Los ejemplos de materia inerte son sumamente abundantes en nuestra vida cotidiana. Las piedras, los metales, el concreto, el plástico, el petróleo, la cerámica, el vidrio, el papel, todo ello son formas de materia inerte. También lo son los objetos que fabricamos con ellos: estatuas, cañerías, edificios, juguetes, poliésteres, tazas, platos, vasos, espejos, libros y un enorme etcétera.”

Nada de lo que ahí podemos ver tiene la facultad de pensar pero… ¿Es 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.

                  Mucho hemos avanzado desde el primario modelo atómico de Thomson

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.

                                     No es el LHC pero también cumplió su cometido

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.

Ahora, con el moderno LHC, y, sobre todo con la potencia descomunal de 14 TeV, estamos a la caza del Bosón de Higgs y, nuestra pretensión es la de ir mucho más allá hasta poder dar caza a las cuerdas vibrantes en la décima dimensión donde reside la teoría cuántica de la Gravedad.

emilio silvera

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