Viaje a lo infinitamente más pequeño

-Pilar…Pilar… ¡Acaban de encontrar el bosón de Higgs! ¿Te explico qué es?
Y recibí la respuesta que me merecía:
-¿Tú crees que a estas horas de la madrugada tengo cerebro para la física cuántica?

Seis años después, a plena luz del día por supuesto, nos encontramos ambos aquí en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), entre Suiza y Francia, a punto de zambullirnos en el átomo con destino a lo infinitivamente más pequeño.

La ciencia incomprendida

Los que detestan la física cuántica, se la pierden; los que medio oyen hablar de ella, se espantan, y los que se atreven a guiñarle un ojo no saben lo que les aguarda una vez que se conviertan en presa de sus enigmas.

Todas sus "víctimas" lo han reconocido. Niels Bohr, prominente científico danés, lo tenía muy claro: "Si alguien no queda confundido con la física cuántica es porque no la ha entendido bien". Igual el gran físico estadounidense Richard Feynman: "Nadie comprende la física cuántica".

La naturaleza cuántica de la materia y de la luz es tan microscópica, sorprendente y esquiva que se nos blinda en una nube de posibilidades infinitas que dan pie a realidades en las que nada es lo que parece ser.

Pasión por lo desconocido

Debe ser nuestra impotencia y, a la vez, nuestra innata curiosidad ante lo desconocido lo que, de una u otra manera, nos tienta a seguir el hilo de Ariadna hacia la comprensión de las leyes de la naturaleza que gobiernan el universo.

La humanidad primero lo intentó a través de la ficción teniendo a la mitología como abanderada; luego de la fe, con las religiones y las teologías tocando en vano las puertas del cielo, y más tarde, del raciocinio, dándole pábulo a la filosofía.

Hasta que caímos en la cuenta de que como todas ellas seguían caminos desnortados, es decir, hacia ninguna parte, le cedimos el relevo a la ciencia que hasta ahora, lejos de defraudarnos, nos ha acercado un pizca más a la verdad que buscamos.

El "ladrillo" de la materia

Cuentan que una noche, mientras Tales de Mileto (624 a.C.), el superabuelo de la ciencia, caminaba absorto observando las estrellas, cayó de sopapo dentro de un hueco y su acompañante, muerta de la risa, le dijo: "¡Oh Tales; por estar viendo hacia arriba, ya no te fijas en lo de abajo!"

En cambio, el que sí se fijó hacia abajo fue Demócrito (460 a.C.) quien a la partícula más pequeña que descubrió le llamó "átomo", que en griego significa "indivisible", sin imaginar que 2.500 años después este se abriría como una nuez. Bueno…hasta cierto punto.

Y a eso hemos venido Pilar y yo; a fisgonear su intimidad. Nos asomamos y vemos que más allá del núcleo chiquitito (con el protón y el neutrón dentro) y el enorme vacío entre este y el electrón que lo orbita, se esconde toda una coreografía cuántica de sucesos aún insondables.

No obstante, gracias a los colisionadores de partículas como el LHC ubicado aquí, ahora sabemos que el protón y el neutrón ya no son más los guapos de la película porque dependen de una estructura subyacente que los hace divisibles.

Se trata de los célebres quarks, los "ladrillos" del átomo, quienes se roban buena parte del show como partículas fundamentales e indivisibles que les sirven al protón y al neutrón de "relleno" mientras otra subpartícula, el gluón, hace las veces de "pegamento" para compactarlos.

La gran familia nuclear

Y, bueno… de ahí en adelante entra en escena la miríada de excéntricas subpartículas con libretos diferentes, nombres extravagantes y perfiles, interacciones y humores muy particulares que componen la materia ordinaria o visible.

Algo así como una pasarela cuántica donde se lucen actores como el neutrino, el muón, el tau, el pión y el kauón, cada uno con sus cargas y masas (o sin ellas), paridades, espines, campos eléctricos o magnéticos, simetrías, colapsos y hasta antipartículas, sus parejas.

Nuevos hitos en camino

La confirmación en julio de 2012 de la existencia del bosón de Higgs gracias al LHC fue uno de los últimos hitos del hombre en su afán de descifrar la intimidad del universo a partir de lo infinitamente más pequeño.

El nuevo miembro de la familia ha venido a darle mayor solidez al modelo estándar de la física, la "llave" que clasifica las partículas de la materia en fermiones (protones, neutrones, electrones) y en bosones, (fotones, gluones, Higgs…), portadoras de las tres fuerzas (no gravitacionales) que interactúan con aquellas: la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil.

Una cuarta fuerza, la gravitacional, esencial para unir el mundo cuántico con el relativista y zanjar así de una vez por todas la teoría del todo, no encaja hasta ahora con las otras debido a que, más que una fuerza, es la consecuencia de la deformación que la masa de una estrella o planeta produce en el espacio-tiempo.

No obstante, los físicos no tiran la toalla. De llegar a elevar su potencia a energías aún más altas (al bosón de Higgs se le llegó con una de 8 TeV o teraelectronvoltios), el LHC podría sorprendernos en cualquier momento con nuevos experimentos sobre la materia oscura, supersimetría, antimateria y exóticas teorías de dimensiones extras.

¡Ay, esos fantasmas!

Se trata, todo esto, de nuevos desafíos que estremecerán no solo a la física cuántica llevándola quizá a sus límites, sino a nuestra propia existencia a través de las hoy hipotéticas conexiones de aquella con el pensamiento, la conciencia y la realidad.

Ya sucedió a principios del siglo XX cuando el electrón (fermión) y el fotón (bosón) despeinaron al propio Einstein, entre otros científicos como Bohr, De Broglie, Heisenber y Schrödinger, con su desconcertante dualidad onda-partícula.
Se trató de algo tan espectacular como paradigmático pues la luz se comportaba indistintamente como onda y como partícula.

Si para entonces ya la teoría de la relatividad de Einstein había cambiado, a nivel cosmológico, nuestra visión de la realidad, a nivel micro la naturaleza ondulatoria de la materia nos asestaba otro impacto con sus veleidades cuánticas como la "superposición" y el "entrelazamiento" de partículas.

Sin importar la distancia que las separe, así sea de años luz, estas partículas se mantienen siempre vinculadas entre sí como si fueran una misma cosa pues, gracias a la superposición de sus dos estados cuánticos, el cambio que le ocurra a una, afecta instantáneamente a la otra.

Einstein fue el primero en espantarse con estos fantasmas ante la posibilidad de que la influencia física entre una y otra partícula pudiera superar a la mismísima velocidad de la luz y dejar en entredicho su joya de la corona: la teoría general de la relatividad.

Todos somos física cuántica

Pero, esoterismos aparte, a la larga usted ya no se sienta tan huraño si le decimos que el transistor y su posterior revolución electrónica, Internet, la revelación del secreto del ADN y los escáneres de resonancia magnética tienen su semilla en la física cuántica.

Así como también los nuevos tratamientos contra el cáncer, los sistemas GPS, el microscopio electrónico, la energía nuclear y hasta esa simple puerta automática del centro comercial que se le abre reverente de par en par.

Dicho en números, un tercio de la economía mundial depende hoy de productos derivados de la física cuántica.

Para no mencionar lo que viene en camino con la computación, la teleportación y la criptografía cuánticas que harán de la información y sus derivados algo que desbanque de su trono a la mismísima ficción.

En pocas palabras, desde la remota tostadora eléctrica de pan hasta la plantita de algodón que China acaba de hacer germinar al otro lado de la Luna, la ciencia en general, y la física cuántica en particular, han puesto a nuestra disposición la tecnología más revolucionaria y sofisticada para el desarrollo y bienestar de la sociedad global.

Lo que desafortunadamente nos sigue haciendo falta es que todos estos hitos puedan estar también al alcance de las comunidades más remotas y necesitadas. Pero ya esto no es tanto un asunto de la ciencia como de la calidad política, sensibilidad social, honestidad y visión tecnológica de los gobiernos.