Otras dimensiones

Nos han repetido que el Gran Colisionador de Hadrones va a servir para poner a prueba una teoría que funciona sólo si el espacio (o más precisamente, el espacio-tiempo) tiene once dimensiones, lo que suena extraño porque nos consta que tiene cuatro: tres dimensiones espaciales y una temporal. Si la predicción de esta teoría se confirma, la realidad que percibimos sería sólo parte de un universo más complejo y rico, una idea asombrosa y hasta inquietante... mas no nueva.

Para 1916 los físicos conocían dos "fuerzas fundamentales": la fuerza electromagnética y la fuerza de gravedad. Todas las interacciones entre objetos tenían que reducirse a alguna de estas dos. La interacción electromagnética se describía por medio de las ecuaciones de Maxwell desde fines del siglo XIX; y en 1915 Albert Einstein había propuesto una nueva manera de entender la gravedad. Su teoría general de la relatividad, que sustituiría a la antigua teoría de la gravitación de Isaac Newton, era la descripción matemática de esta visión renovada.

Hoy que conocemos dos interacciones fundamentales más nos preguntamos por qué hay cuatro y no una sola. A principios del siglo XX algunos físicos se preguntaban lo mismo: por qué hay dos fuerzas fundamentales en el universo y no una sola. ¿Podría ser que las dos que percibimos son las caras de una misma moneda? ¿Se podrá construir una teoría única para las dos interacciones? Sería muy elegante, pero al mismo tiempo parecía difícil porque las fuerzas eléctricas y magnéticas y la gravedad son muy distintas. Para nombrar una diferencia entre muchas, la fuerza electrostática (que se manifiesta, por ejemplo, cuando a uno se le paran los pelos al peinarse) puede atraer o repeler, mientras la gravedad siempre es de atracción.

En 1919 Einstein recibió una carta de un físico polaco desconocido, de nombre Theodor Kaluza. Einstein no lo sabía, pero a sus 34 años Kaluza llevaba diez sin publicar ningún artículo de investigación, por lo que no había pasado de los puestos más bajos de prestigio y sueldo en el escalafón académico de la Universidad de Königsberg. Kaluza apenas podía mantener a su esposa y a su hijo por encima del nivel de la pobreza.

El físico polaco se había interesado en la teoría general de la relatividad. El meollo de la teoría es un sistema de ecuaciones que describen la deformación del espacio-tiempo que cabe esperar dada cierta distribución de masa (por ejemplo, una estrella esférica, una galaxia, un agujero negro). Esas ecuaciones operan en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, naturalmente, puesto que se construyeron para describir la fuerza de gravedad en el mundo real. Pero Theodor Kaluza probó un experimento: resolver las ecuaciones de Einstein en cinco dimensiones (le añadió una dimensión al espacio). El osado físico obtuvo la esperada descripción de la gravedad para las tres dimensiones de espacio y una de tiempo tradicionales, ¡más las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo! Dicho de otro modo, añadiendo una dimensión al universo, Kaluza obtuvo una descripción unificada de las dos interacciones fundamentales que se conocían en su época.

Muy emocionado, le escribió a Einstein para contarle su resultado. En la carta, Kaluza solicitaba ayuda para publicarlos en forma de artículo de investigación. A Einstein le gustó la idea y se lo dijo a Kaluza; pero también expresó ciertas rservas. Antes de animarse a presentar el artículo de Kaluza ante la Academia de Ciencias de Berlín, el físico alemán le pidió al polaco algunas precisiones, que Kaluza proporcionó. En el espacio de un mes los dos físicos --el célebre y el desconocido-- intercambiaron cuatro cartas, lo que podría parecer muy esperanzador para Kaluza: su idea había conseguido impresionar al creador de la teoría general de la relatividad, que ya era muy reconocido entre los físicos. Pero mientras Einstein titubeaba, Kaluza seguía pobre y sin artículo publicado.

Ese mismo año Einstein pasó de la fama gremial a la celebridad internacional que le conocemos cuando la expedición del físico británico Arthur Eddington envió noticias de que había comprobado un resultado importante y asombroso de la teoría general de la relatividad. Los expedicionarios se dividieron entre la ciudad de Sobral, Brasil, y la isla de Príncipe, en el océano Atlántico, para tomar medidas de la posición de las estrellas que se dejarían ver detrás del sol en el momento de un eclipse. Las mediciones servirían para verificar si la luz de esas estrellas se desviaba al pasar por las inmediaciones del pesado sol en su marcha hacia la Tierra. Eddington reportó que sí, y la noticia le dio la vuelta al mundo. Hubo periódicos que le dedicaron la primera plana (¡a una noticia de ciencia!, ¡qué tiempos aquellos!). Albert Einstein, súper estrella.

Bien sabido es que las estrellas tienen poco tiempo para atender asuntos de poca importancia. Las tribulaciones de Theodor Kaluza pasaron al segundo plano. Einstein tenía cosas más urgentes que hacer. El artículo de Kaluza no se publicó hasta 1921. Para entonces la comunidad de físicos en general también estaba ocupada en otra cosa: construir la muy prometedora teoría cuántica, disciplina que estaba en pleno auge en los años 20. Kaluza y su idea de añadir dimensiones al universo para construir teorías unificadas de las fuerzas de la naturaleza sonaron poco. Pese a todo, y para tranquilidad de los lectores que aún sufren por las personas en desgracia, Kaluza terminó por conseguir buenos puestos académicos, y aunque no vivió en la opulencia, pudo darle a su hijo una educación decente: Theodor Kaluza junior, muerto en 1994, fue un respetado matemático.

La historia de Kaluza muestra que la historia de la ciencia, como el universo que vislumbró el físico polaco, también tiene una dimensión que raras veces se nos muestra: la dimensión humana.

Funeral retrasado

Don Nicolás Copérnico, de Thorun, Polonia, falleció el 24 de mayo de 1543). Fue sepultado el 22 de mayo...¡pero de 2010!

No es que haya permanecido insepulto estos 467 años. Al morir lo enterraron en la catedral de Frombork, Polonia, pero nadie sabía dónde habían quedado los restos exactamente. Mas no por falta de ganas: hubo quien intentó encontrarlos en 1802, 1909, 1939 y 2004, pero el esquivo canónigo no se dejó ver.

Hasta que, en 2005, el arqueólogo Jerzy Gassowski y su esquipo encontraron un cráneo bajo el piso de la catedral. El cráneo se usó para reconstruir el posible rostro de Copérnico (la historia la conté aquí en 2005). Más tarde se comparó el ADN de los huesos con muestras de pelo que se extrajeron de entre las páginas de un libro que perteneció a Copérnico, libro que se conservaba en la Universidad de Uppsala, Suecia. La prueba resultó positiva, con lo que los arqueólogos y forenses están casi seguros de que los huesos que encontró Gassowski son del astrónomo. Con esta certeza, el pasado 22 de mayo los restos se reubicaron con pompa y circunstancia para que Copérnico tuviera por fin una tumba bien identificada. He aquí la ceremonia:

Plácidos mares de metano

Atención vacacionistas y desarrolladores de sitios turísticos: ¿cansados de las mismas playas de siempre, con arena, sol, agua a 30 grados Celsius, palmeras, restaurantes de mariscos y animadores gritones y ñoños? Pues la ciencia les ofrece playas nuevas y diferentes: las de los mares de Titán.

Titán está aproximadamente diez veces más lejos del sol que la Tierra, girando alrededor de Saturno. Desde 2004, la sonda Cassini, de la NASA y la Agencia Espacial Europea, anda rondando Saturno y sus muchas lunas. Durante uno de sus acercamientos a Titán, en 2007, la sonda Cassini lanzó una señal de radar sobre una región de la superficie de Titán que se encuentra cerca del polo norte del satélite. Titán está cubierto por una densa capa de nubes que no dejan escudriñar su superficie con telescopios desde la Tierra ni con cámaras fotográficas, desde la sonda. La señal de radar se usó para trazar un mapa de la región en cuestión. Se observó una mancha oscura de contorno irregular, como un lago terrestre. Los científicos la nombraron Kraken Mare, o Mar del Kraken, por el monstruo mitológico nórdico llamado así.

Las manchas oscuras de la luna también se llaman mares sin que lo sean. Ponerle así a la mancha oscura no la comprometía a estar hecha de agua, ni siquiera de ninguna sustancia líquida. Desde los años 70 se sospechaba que en Titán podía haber lagos de metano líquido y en 2004 la sonda Huygens, que venía montada en la Cassini, penetró en la atmósfera de Titán y bajó hasta la superficie tomando fotografías aéreas que muestran formaciones muy parecidas a ríos y costas lacustres. Con todo, nadie estaba seguro de que lo fueran. Faltaba saber si contenían un líquido (que no podría ser más que metano, con algunas otras cosas como etano y nitrógeno líquidos).

Hacia 2009, el sistema saturniano entró en una parte de su órbita en la que el sol ilumina el hemisferio norte de Titán (no quiero decir que llegó la primavera en Titán porque esa palabra me evoca florecitas y pastizales reverdecientes, o por lo menos días calurosos y en Titán ambas cosas son desconocidas). El 8 de julio las cámaras de Cassini captaron el reflejo que adorna la cabeza de esta entrada de blog. Un grupo de 15 científicos dirigidos por Katrin Stephan, del Instituto de Investigaciones Planetarias de Berlín, examinó el reflejo y concluyó que se trata de un reflejo especular. Este tipo de reflejos sólo ocurre cuando la luz incide en una superficie lisa como un espejo. En un artículo publicado en la revista Geophysical Research Letters el 7 de abril de 2010, Stephan y sus colaboradores (de otras instituciones alemanas y estadounidenses) muestran que el reflejo provenía de Kraken Mare y concluyen que se produjo al incidir la luz sobre una sustancia líquida, con lo que se corona un capítulo de la exploración espacial que empezó cuando Gerard Kuiper se dio cuenta, en 1944, de que Titán tenía atmósfera. Con la certeza de que en Titán hay superficies líquidas grandes y estables, este satélite se convierte en el único objeto del Sistema Solar con mares, aparte de la Tierra.

Eso sí: no va a ser un destino turístico muy concurrido: está a 1400 millones de kilómetros, en vez de agua hay metano líquido y la temperatura no rebasa los 180 grados bajo cero, hay poco sol, ni una sola palmera y ni quien te venda una cerveza a mediodía o un buen coctel de camarones.

El Mar del Kraken tiene una extensión mayor que el mar Caspio, pero no sabemos su profundidad. Ahora habrá que mandar otra sonda que se zambulla en los helados metanos de Titán y nos mande noticias del primer mar extraterrestre del que tenemos noticia.

Prohibición y violencia

Una sociedad internacional de científicos interesados en la salud y la seguridad de los habitantes de regiones infectadas de narcotráfico publicó un metaestudio (un estudio de estudios) sobre drogas y violencia. La asociación se llama Centro Internacional de Ciencia en Política de Drogas (ICSDP son sus siglas en inglés). El artículo, que es una revisión de 15 estudios publicados a lo largo de 20 años en revistas especializadas, sugiere que aumentar los recursos que dedican los gobiernos a desmantelar el narcotráfico incrementa la violencia. La portada viene adornada con una foto de un vehículo en llamas rodeado de camionetas de policía en Zihuatanejo.

Estuve buscando medios mexicanos que reportaran esta noticia para ver qué opinan los lectores. La opinión mayoritaria se puede resumir por medio de este comentario emblemático: "No manchen, ¿tuvieron que hacer un estudio para eso?" Al parecer, a muchos compatriotas les parece evidente que la política de prohibición lleva a la violencia. También les parece que no habría que gastar tiempo, dinero ni esfuerzo en hacer estudios sobre esto: ¿a poco se tiene que estudiar lo obvio?

Y la respuesta es que sí. Lo que es obvio para unos no lo es para otros (está clarísimo que al gobierno de México, por ejemplo, no se le ha pasado por la mente que su guerra contra el narcotráfico pueda ser indirectamente la causa de la violencia). Además, lo que es obvio en un tiempo y un lugar no lo es en otros. Recordemos cuan obvio era en Europa hasta el siglo XIX que los europeos eran superiores al resto de los humanos, cuan evidente fue durante milenios que los hombres eran mejores que las mujeres, que los cristianos eran mejores que los musulmanes, los judíos, los budistas, los paganos y los ateos... Puro prejuicio, basado en creencias, no en pruebas. Si queremos saber, y no sólo creernos cómodamente lo que nos gusta o nos conviene, hay que hacer estudios científicos, es decir, estudios armados con todos los mecanismos que han perfeccionado los científicos para evitar (en la medida en que sea posible) los efectos de nuestra gran capacidad de engañarnos a nosotros mismos (estos mecanismos incluyen usar datos cuantificables, presentar pruebas independientes, explicar cómo se cuantifican esos datos, someter todo a discusión en una comunidad de profesionales muy exigentes...).

Para eso, los autores del estudio del ICSDP empezaron por una revisión exhaustiva de todo lo publicado en inglés en revistas especializadas en el tema. A diferencia de los artículos que salen en periódicos y en revistas dirigidas al público general, las revistas especializadas sólo publican lo que cumple ciertas normas más o menos restrictivas de control de calidad. Los investigadores de esta asociación encontraron poco más de 300 artículos con palabras clave como "drogas", "homicidio", "violencia por drogas", "prohibición" y otras por el estilo.

No se quedaron con toda la lista, empero. De estos artículos eliminaron los que no hacían referencia directa a la violencia del narcotráfico y a las leyes antidrogas. Conservaron así 15 estudios, de los cuales 11 son análisis estadísticos hechos con datos reales sobre violencia y presión gubernamental contra narcotraficantes, dos son estudios cualitativos (es decir, apreciaciones bien informadas, pero sin datos cuantificables) y dos son modelos teóricos. Para ponerle números a las variables (violencia, represión policial), los autores de los estudios originales usaron indicadores como número de muertos por narcotráfico, número de enfrentamientos, fracción del total de aprehensiones que correspondió a aprehensiones por narcotráfico en el periodo de estudio, gastos estimados de la policía, número de agentes de policía que participan en la aplicación de las leyes antidrogas y cantidad de drogas incautadas.

Nueve de los 11 estudios con datos cuantificables reportan una relación importante entre recursos invertidos en aplicación de leyes antidrogas y aumento de la violencia. Un estudio reporta que no hay relación entre estas dos variables. Los dos artículos basados en modelos teóricos dan conclusiones opuestas y los dos estudios cualitativos, que se refieren al narcomenudeo en las calles de Sydney, Australia, encuentran relación entre prohibición y violencia.

He aquí algunos ejemplos concretos que aparecen en una table en el estudio del ICSDP. En su estudio de 1989, Goldstein examina 414 homicidios cometidos en Nueva York y concluye que 39 % se pueden considerar como resultado directo de las leyes de prohibición. Riley, en 1998, examina los casos de seis ciudades estadounidenses y reporta que intensificar la represión del narcotráfico aumentó la violencia en cuatro ciudades y la redujo en dos. Maher, en 1999, observa que, cuando aumenta la represión del narcotráfico, el narcomenudeo se va poblando de gente más dispuesta a arriesgarse, y por lo mismo, más violenta, lo que incrementa el grado de violencia en las calles.

Quizá la parte más convincente del metaestudio del ICSDP es una gráfica extraída del artículo del economista Jeffrey Miron (1999). Miron traza dos curvas: una del número de homicidios, otra de gastos estimados de aplicación de leyes de prohibición del alcohol y de las drogas en Estados Unidos entre 1900 y 2000. Las dos gráficas suben y bajan a la par como una pareja de bailarines. En los años 20 y 30 se ven picos correspondientes a la famosa Ley Seca (o prohibition, en inglés) de Estados Unidos, que hoy asociamos con Al Capone, los Intocables, Lucky Luciano y otros nombres de la mafia y la lucha contra el crimen organizado estadounidense. En los alocados años 60 se observa una reducción casi a cero de los gastos en aplicación de leyes de prohibición (para entonces ya no del alcohol, sino de las drogas) y el consecuente descenso del número de homicidios. Luego las dos gráficas vuelven a subir, pero, cosa insólita, poco antes del años 2000 la de gastos policiales aumenta y la de homicidios, por fin disminuye.

Los autores del estudio concluyen que hay buenas razones para suponer que las leyes de prohibición no están dando resultado y sugieren que es hora de cambiar de modelo, sin pronunciarse por ninguno en particular.

Jeffrey Miron resume los mecanismos que pueden estar relacionando las leyes de prohibición con la violencia: en un mercado ilegal, los participantes se ven obligados a resolver sus disputas con violencia a falta de marco jurídico para hacerlo pacíficamente.

En 1921 Albert Einstein escribió sus impresiones de Estados Unidos, poco después de haber visitado por primera vez ese país, en plena época de la Ley Seca. Dice Einstein: "El prestigio del gobierno se ha reducido considerablemente debido a la Ley Seca, porque nada socava más el respeto al gobierno y a la ley que la existencia de leyes que no hay manera de aplicar. Es un secreto a voces que el aumento del crimen en este país está íntimamente relacionado con esto".

¿Prohibir, pero menos? ¿Legalizar? ¿Qué hacer? El problema es peliagudo, pero en todo caso no se va a resolver con creencias, ideologías ni buenos deseos, sino con evidencia científica.

Discusiones científica

Los científicos han perfeccionado al máximo el arte de discutir, es decir, de pelear, sin mucho derramamiento de sangre. Como en el box y otros deportes de lucha, hay golpes prohibidos por ser arteros y alevosos. Quien aplica uno de estos golpes se expone a que lo expulsen, o por lo menos al oprobio.

Así, igual que los golpes bajos en box, en una discusión científica se considera artero atacar, no las ideas, sino al contrincante en su persona. “Lo que pasa es que usted es un fascista, un ignorante, un viejito trasnochado, un inmoral…” son ataques a la persona que no afectan la validez de las ideas que ésta exponga. Quien objeta tiene que decir por qué le parece que las ideas no son válidas. Tampoco vale decir “mis ideas son correctas porque sí, porque me apoya el rey (o el papa, o el señor presidente), porque yo soy más listo que usted”. Los expectadores de la contienda no le valdrán estos argumentos al que los esgrima… lo cual no quiere decir que no haya sucedido en la historia de la ciencia.

Newton y Leibniz: A fines del siglo XVII Isaac Newton discutió con Gottfried Wilhelm Leibniz quién había sido el primero en inventar las "fluxiones", que hoy llamamos cálculo diferencial. Newton tenía una personalidad muy desagradable. Era suspicaz, paranoico e implacable. Hoy pensamos que ambos tienen el mismo mérito. Quizá a Newton esto no le hubiera hecho ninguna gracia, porque no estaba en sus capacidades el ser magnánimo. Incluso cuando escribió en una carta su famosa frase "si yo he logrado ver más lejos (aquí no se refiere a Leibniz), es porque me apoyé en hombros de gigantes", la galante alocución no era un gesto de deferencia a sus ilustres antecesores, sino un golpe bajo al destinatario de la carta, Robert Hooke, que era más bien bajito y delgado. Volviendo a Leibniz, aún después de la muerte de éste, Newton siguió dándole patadas, feo comportamiento de nivel tan bajo, que parece extraído del debate político mexicano.

Einstein y Bohr: Los dos científicos de más peso que participaron en la creación de la mecánica cuántica a principios del siglo XX discutieron porque Bohr y sus partidarios alegaban que la teoría cuántica era la explicación más completa posible de los átomos y las partículas subatómicas y Einstein y los suyos decían que no. A partir de un congreso celebrado en Bruselas en 1927, Einstein y Bohr se enfrascaron en una discusión continua que nunca terminó. Einstein ideaba alguna situación física en la que, según él, quedaba claro que la mecánica cuántica no daba la explicación completa; Bohr replicaba con enredados argumentos que, según él, echaban por tierra la objeción de Einstein. Bohr narró la batalla en un artículo muy leído titulado “Discusiones con Einstein” sin faltar ni una sola vez a la gallardía y caballerosidad que se esperaba de una discusión académica en los años 30, 40 y 50. Bohr y Einstein siempre fueron buenos amigos. Einstein murió en 1955. Bohr en 1962. Lo último que dejó escrito Bohr en su pizarrón fue una respuesta nueva a una de las viejas críticas de Einstein: había seguido discutiendo con su fantasma durante siete años.

¿Se acuerdan de aquellas guerras en las que se suponía que uno valoraba a sus enemigos, quizá porque los enemigos lo hacían a uno más fuerte? O bien, pensemos en los deportes como el tenis, donde al final los contrincantes se dan la mano amistosamente (o más o menos). Así ha ocurrido en otras discusiones científicas:

Dennett y Gould: Stephen Jay Gould era un paleontólogo célebre en Estados Unidos y Europa por los bonitos libros sobre evolución que escribió para todo público. Entre los biólogos era famoso por haber sostenido toda su vida que la evolución no avanzaba gradualmente, las especies transformándose poco a poco en otras cuando se daban las condiciones propicias y a lo largo de muchas generaciones, sino por saltos: con largos periodos en que una especie podía permanecer inalterada, salpicados por breves (relativamente) ráfagas de transformación. La hipótesis de Gould se llama “equilibrios punteados” y Gould siempre sostuvo que era una revolución en el pensamiento evolucionista porque la evolución por saltos no era estrictamente darwiniana.

En 1995 Daniel Dennett, que se dedica a explicar el funcionamiento de la mente y de las instituciones humanas a partir de la evolución, escribió un largo argumento para demostrar que, incluso si la hipótesis de equilibrios punteados era correcta — lo que estaba por verse—, no era en realidad ninguna revolución. La evolución por saltos seguía cumpliendo todas las reglas de la selección natural. El argumento aparece como un capítulo del libro La peligrosa idea de Darwin, y se titula “El pastorcillo mentiroso”. Golpe bajo, pero no mucho: se vale hacer mofa del contrincante siempre y cuando uno ataque las ideas solamente.

Gould no se quedó callado. Durante no sé cuántos meses, la revista New York Review of Books estuvo publicando las cartas que enviaban uno y otro (que ahora se pueden leer aquí), largos alegatos que se fueron haciendo más y más amargos y violentos hasta llegar, sí, a los golpes bajos. Dennett llamó a Gould conservador y cosas peores, y Gould acusó a Dennett de ser el perrillo faldero de Richard Dawkins, etólogo británico cuyas ideas ha extendido Dennett.

Pues bien, en un libro de Dennett que estoy leyendo, posterior a la muerte de Gould en 2002, Dennett menciona varias veces con cariño patente a Stephen Jay Gould. Me pareció muy conmovedor, pese a que se podría decir que es fácil para Dennett mostrarse magnánimo ahora que el otro está muerto. Todavía quedan caballeros y caballeras —gente galllarda que puede disentir sin matar.

Qué buscamos con el Gran Colisionador de Hadrones

En la frontera entre Suiza y Francia, bajo los sembrados en verano y las nieves en invierno, se encuentra el agujero más grande y más caro del mundo. El agujero, hogar subterráneo de la maquinaria que integra el Gran Colisionador de Hadrones, tiene 27 kilómetros de circunferencia con tramos a distintas profundidades que van hasta los 175 metros. Más de 10,000 científicos de 100 países (México entre ellos) han participado en la construcción de esa maquinaria, si no del túnel, que ya estaba (antes albergaba otro acelerador de partículas).

El Gran Colisionador de Hadrones sirve para hacer chocar hadrones, como su nombre indica. Los físicos llamamos hadrón (de hadrós, "robusto, grueso, fuerte") a cualquier partícula hecha de elementos más pequeños llamados quarks. Se llaman así porque los quarks están pegados por la llamada fuerza fuerte, una de las cuatro maneras en que pueden interactuar los objetos en este universo. Los hadrones más conocidos son los protones y neutrones de los núcleos atómicos. En el Gran Colisionador de Hadrones se genera un haz de protones y uno de antiprotones (protones de carga negativa) que giran en direcciones contrarias, ganando energía a cada vuelta hasta alcanzar los 7,000 millones de electrón-volts, la energía máxima que este aparato impartirá a cada partícula cuando empiece a operar a su máxima potencia, en 2012. Por el momento, lo tienen operando a la mitad de su capacidad.

Siete mil millones de electrón-volts suena impresionante, pero sólo mientras uno no sepa cuánto vale un electrón-volt. Resulta que el eV es una unidad de energía muy pequeña, útil para tratar con partículas subatómicas, pero engorrosa si se usa con objetos macroscópicos...como un mosquito, por ejemplo. Un mosquito que vuela a una velocidad de 3 centímetros por segundo tiene una energía igual a la de los protones y antiprotones del Gran Colisionador de Hadrones. Es una energía muy pequeña en la escala macroscópica, pero concentrada en un pequeñísimo protón (que pesa mil millones de trillones menos que un mosquito) lanza a esta partícula a velocidades muy cercanas a la de la luz. Alcanzada esta energía, los operadores del aparato hacen coincidir los rayos y...

Este experimento tan brutal tiene alcurnia. En 1910, cuando todos los físicos aceptaban que la materia estaba hecha de átomos pero nadie sabía qué cara tenían éstos, el físico neozelandés Ernest Rutherford ideó un experimento para hurgar en el átomo. No hacía mucho se habían descubierto sustancias que espontáneamente despedían trocitos de materia en forma de partículas muy pequeñas a grandes velocidades. Ernest Rutherford aprovechó la radiactividad, como se llamó a este fenómeno, para acribillar una hoja de oro muy delgada con la esperanza de que los proyectiles radiactivos chocaran con los átomos de oro y salieran despedidos en distintas direcciones. Rutherford esperaba poder reconstruir los hechos a partir de la distribución estadística de los proyectiles dispersados (incluso tuvo que tomar un curso de estadística para hacerlo). Se esperaba que la mayoría de los proyectiles (partículas alfa) salieran indemnes de su paso por la hoja de oro y que, por lo tanto, llegaran como si nada al otro lado. Rutherford colocó detectores directamente detrás de la hoja de oro. Un buen científico nunca está seguro de nada, o más bien debe reducir al mínimo las suposiciones infundadas. No se esperaba encontrar partículas que rebotaran sobre los átomos de oro y salieran disparadas hacia atrás, pero esa expectativa no tenía más fundamento que la ignorancia de los científicos. Por si acaso, Rutherford colocó detectores en la posición correspondiente y cuando se hizo el experimento, muchas partículas terminaron ahí. "Es como si una bala de cañón rebotara sobre un pañuelo", dijo Rutherford después. Y de ese resultado asombroso se deducía que el peso del átomo estaba concentrado en una región muy pequeña, lo que más tarde se llamó el núcleo.

Los aceleradores de partículas, que existen desde los años 30, son experimentos de Rutherford. Mientras más rápido vayan los proyectiles, más fina es la resolución del experimento y más pequeña es la región que permite atisbar. Los aceleradores de los años 80 permitieron ver, ya no la forma del átomo, sino lo que contienen los protones y neutrones de los que el átomo está formado.

Al mismo tiempo que hacían experimentos y descubrían nuevas partículas elementales, los físicos iban construyendo una teoría cada vez más completa para explicar qué es la materia y de dónde vienen las propiedades de todo. La teoría se llama Modelo Estándar, y es la descripción más completa y profunda del mundo que puede ofrecer la física hasta hoy. Para construir una teoría así, los físicos toman datos de los experimentos y los organizan en una estructura teórica coherente. La teoría hace predicciones: por ejemplo, si las cosas son así y asá, entonces debería existir también tal partícula con características tal y cual. Luego los físicos salen a buscar esas partículas.

El Gran Colisionador de Hadrones se construyó para buscar una de estas partículas predichas por el Modelo Estándar, llamada bosón de Higgs. Si el Modelo Estándar es correcto, debería existir, pero para poder crearlo había que construir un acelerador más potente que todos los demás. Ya está construido, pero el aparato ha tenido problemas, como se sabe. Con todo, el 30 de marzo se echó a andar el acelerador a la mitad de su energía máxima durante varias horas, lo que bastó para establecer un récord de energía en colisiones de partículas elementales, pero probablemente no bastará para producir bosones de Higgs. De momento, por prudencia, el Gran Colisionador de Hadrones estará operando a baja energía. A fin de 2010 se detendrá por un año. En 2012 por fin, si todo va bien, funcionará a toda galleta y veremos lo que veremos.

Pueden suceder tres cosas: 1) aparece el bosón de Higgs y nada más; 2) aparece el bosón de Higgs y fenómenos inesperados, y 3) no aparece el bosón de Higgs. De estas posibilidades la peor sería, sin duda... que sólo apareciera el bosón de Higgs. Cualquiera de las otras dos ofrece nuevos caminos para la física, en cambio la simple confirmación es una especie de callejón sin salida (ver mi blog en inglés Space-Time Chronicles).

No tengas miedo

Como le prometí a mi lector Luis Martín Baltazar Ochoa, he aquí la introducción de mi libro Después del miedo, la ciencia (Editorial Castillo, 2008). Sirva, de paso, para ofrecer a todos una probadita de ese libro y que se animen a conseguirlo para que yo pueda vivir en la opulencia con las regalías...

A los 12 años yo vivía en una calle donde había muchos niños. Todos nos llevábamos bien, pero mi mejor amigo era Rodrigo. Teníamos la misma edad y compartíamos muchos intereses.

Una noche, cuando acababa de oscurecer, Rodrigo me llamó por teléfono. Quería que lo acompañara a la casa de su novia, que se había quedado sola en su casa y estaba oyendo ruidos extraños. La chica tenía mucho miedo y le había llamado a Rodrigo para que revisara la casa. Mi amigo me llamó a mí, supongo que para ayudarlo a pelear en caso de que hubiera ladrones. Como no le teníamos miedo a nada cuando estábamos juntos, fuimos sin demora a socorrer a la dama en peligro.

La casa estaba muy oscura. Nos paramos a escuchar en medio de la sala.

Ruidos.

Cric-crac.

¡CRRRAAAAC!

El susto nos hizo dar un salto.

No sé qué pensaron Rodrigo y su novia. Yo, después del sobresalto, no tardé en entender lo que estaba pasando: eran los ruidos de la casa al empezar a enfriarse. En la escuela me habían dicho que todas las cosas cambian de tamaño con la temperatura. Se hacen más grandes cuando están calientes y se encogen cuando se enfrían. Al ponerse el sol, la estructura de una casa se asienta, se acomoda como si le dolieran las articulaciones. Le truenan los huesos, digamos.

Ésta era la explicación más sencilla y creíble de los ruidos. Era la explicación científica. En cuanto entendí, dejé de tener miedo. Mis amigos también. Por si acaso, Rodrigo y yo revisamos la casa. Todo en orden. No había nada que temer.

Las cosas que no entendemos nos dan miedo. Tal vez por eso los humanos tratamos de entenderlo todo. La ciencia es una forma de entender lo que pasa en la naturaleza, que es la fuente de muchos de nuestros temores. Pero la ciencia sirve para mucho más: cada vez que da una respuesta, abre al mismo tiempo nuevas preguntas y revela secretos ocultos. Los ruidos de aquella casa no se debían a unos ladrones; muy bien, ya no tenemos miedo. ¿A qué se deben? Pues bien, los ruidos, desde el punto de vista científico, cuentan la historia de las entrañas de una casa. Tal vez escuchándolos con atención se podría saber cómo está construida, con qué materiales, dónde tiene fallas la estructura…

Hay cosas mucho más aterradoras que los ruidos que hace una casa al atardecer. También hay cosas mucho más interesantes. En este libro les contaré algunas historias de horror, o más bien historias de acontecimientos y fenómenos que inspiraban horror. También les contaré acerca de las cosas maravillosas que esos fenómenos nos revelaron cuando dejaron de asustarnos. El miedo puede ser buen estímulo para el cerebro. Quién lo diría…