¿De qué estamos hechos realmente?

Si hay una pregunta que se ha repetido constantemente a lo largo de la historia, es la que lleva por título este escrito. Si le preguntamos a un biólogo quizá su respuesta sea que somos un conjunto de células reproducidas gracias al ADN, si la respuesta viniera de un químico diría que de hidrógeno, carbono y oxígeno con un poco de fósforo y azufre, acomodados en diferentes estructuras para formar moléculas, para Carl Sagan estábamos hechos por polvo estelar y para los físicos, todo dependería del año en que hagamos la pregunta: A principios de 1800, en 1808, Dalton afirmaría con certeza que estamos hechos de partículas indivisibles llamadas átomos, casi 100 años después en 1897 Thomson nos diría que de átomos con partículas cargadas y 10 años después, Rutherford y Bohr dirían con certeza que el átomo tiene un núcleo de protones con electrones orbitando a su alrededor, Chadwick añadiría los neutrones y Schrödinger nos mostraría unas complicadas ecuaciones asegurándonos que eso explica al átomo. Hoy, muchas de estas respuestas tendrían validez, pero, ¿cuál es la respuesta correcta?

Tomemos la idea del átomo y la explicación que todos conocemos: el modelo de Bohr, hay un núcleo con protones y neutrones, y a sus alrededores, unas partículas pequeñas, los electrones, se encuentran orbitando sin una posición definida. Pues bueno, de estas tres partículas, los electrones tienen el honor de ser catalogados como partículas fundamentales, es decir que son la reducción mínima de uno de los bloques que nos componen y por eso, forman parte de un grupo selecto de partículas que dan lugar al Modelo Estándar de Partículas. Así que nos enfocaremos en ellos por el momento y dejaremos de lado al protón y al neutrón.

El electrón debe su origen a el electromagnetismo, la idea de la existencia de cargas que pueden interactuar repeliéndose y atrayéndose, son claves para entender de mejor forma al electrón. Los tubos de rayos catódicos (que quizá los lectores nacidos antes de los 90´s, conocen también como bulbos), producían un haz de luz en el vacío que viajaba de un cátodo (-) a un ánodo (+), JJ Thomson, coloco un imán debajo de estos tubos y observó que el haz se desviaba, por lo que era afectado por un campo magnético, a partir de esta observación, concluyo que existían unas partículas cargadas negativamente en el rayo catódico a las que denominó electrones, y asumió que se encontraban dentro de los átomos, dando el primer paso para descubrir que el átomo si se puede dividir. De esta manera, sabemos hoy, que los electrones son partículas responsables de las interacciones electromagnéticas, como las descargas eléctricas que ocurren en nuestras neuronas en cada instante para instruir a nuestro cuerpo qué debe hacer.

El modelo estándar se compone de grupos de familias, tres para ser exactos: los leptones (familia del electrón), los quarks (los bloques para hacer al protón y al neutrón) y los bosones, así que como puedes imaginar, el electrón tiene parientes, en concreto 2 más: el muón y el tau. Adicionalmente, tanto el electrón como sus similares vienen acompañados de otras partículas: los neutrinos.

El muón, es una partícula bastante interesante, nadie sabía de su existencia y podríamos considerarlos la evidencia de que los viajes en el tiempo existen, aunque solo a escalas muy pequeñas. Este viajero del tiempo, llegó a la tierra y fue detectado casi 20 años antes de su descubrimiento y una vez que fue detectado y existió consciencia de su existencia, los físicos teóricos, se extrañaron bastante, pues, estimaban que la vida media del muón eran dos millonésimas de segundo (0,000002 s) y sin embargo, al estudiarlos descubrieron que estos se generaban en las partes altas de la atmósfera terrestre, entonces, surgió la pregunta: ¿cómo pueden estas partículas llegar a la tierra, si se producen a miles de kilómetros de la superficie y su vida es tan corta? Y aquí es donde el viaje en el tiempo se vuelve real, en términos simples, esta partícula viaja casi a la velocidad de la luz y según la relatividad de Einstein, eso implica que el tiempo que experimenta se expande, de modo que, aunque para nosotros requirió de varios segundos, el reloj interno de esta partícula apenas percibe millonésimas de segundo, esta y varias dudas más hacen que esta partícula siga siendo investigada hasta el día de hoy.

La historia de tau, es un poco más simple, esta partícula fue predicha por un físico japonés, Yoshio Koide y se pudo generar en un acelerador de partículas en Estados Unidos en el año 2000, el descubrimiento de esta partícula demostraba que las ideas relacionadas a lo que se convertiría en el modelo estándar eran posibles, acercándonos más a descubrir, de qué estamos hechos realmente.

Los neutrinos, tanto del electrón, el muón y tau, son ampliamente estudiados, ya que son partículas que comparten ciertas características con sus respectivas partículas, excepto por el hecho que no están cargadas, estas partículas se producen en conjunto con su par y se utilizan para explicar las perdidas de masa que existen en las colisiones.

Preguntarnos de qué estamos hechos, puede tener muchas respuestas y algunas de estas pueden ser bastante extensas, pero todas nos acercan un poco más a entender mejor nuestro universo y con ello también nuestra historia y la de nuestro planeta. Hay muchas cosas que podemos decir de los científicos y a veces podemos creer que les gusta complicarse mucho las cosas, lo único que buscan es hacer más simple la complejidad del mundo en el que habitamos y aunque pueda parecer innecesario para algunos, esta forma de desmenuzar las cosas, conduce a iluminar los secretos ocultos del lugar en el que nos encontramos.

Este es el primero de tres (o quizá más) escritos acerca del modelo estándar. Si algo de lo aquí leído despertó tu curiosidad, investiga un poco más, tal vez tengas la respuesta a alguna de las preguntas que siguen sin responderse.