Del neutrino y de cómo solo conocemos un 4%

Eso me llevó a recordar a uno de mis profesores en Filosofía de la Naturaleza que por entonces se quejaba de tantas nuevas partículas elementales, es decir, aquellas que no están constituidas por otras más pequeñas. “¡Vaya! Esto ¿nunca terminará?”, se preguntaba. Hoy, algunos reportan la existencia de 56 de ellas. Tres, son neutrinos. Tienen masa pero muy poquita. Casi no interactúan con otras partículas y, con récord o sin él, viajan, siempre, muy próximas a la velocidad de la luz. Pero, entonces, ¿qué pasó con la materia producto de átomos integrados por protones, neutrones y electrones, las únicas partículas elementales que aprendí en la secundaria?

La historia se inicia 25 siglos atrás, en la vieja Grecia, con Leucipo y Demócrito, los primeros atomistas, que postularon un modelo donde el átomo era el único constituyente, impenetrable e indivisible de la materia. Hasta inicios del siglo XIX ese fue un supuesto filosófico. Todo cambió en 1808 cuando, gracias a la química, se contrastó experimentalmente su existencia. De 1897 a 1931 se descubre el electrón y sus órbitas estables, alrededor de un núcleo integrado por protones y neutrones, acabando así con la impenetrabilidad e indivisibilidad del átomo.

Desde los años setenta del siglo XX se inicia una carrera frenética de científicos descubriendo partículas aún más elementales que las subatómicas, los neutrinos por ejemplo. No era gratuito el revuelo de mi profesor universitario, más aún porque, si en el pasado era legítima la identidad entre materia, átomos y partículas subatómicas, aquello había dejado de ser posible porque no todas las partículas elementales se mezclaban unas con otras y porque no todas las que se mezclaban se transformaban en átomos. Como los neutrinos.

Sin embargo, al finalizar la primera década del siglo XX, el orden fue restablecido mediante el llamado “modelo estándar” que establece que en el nivel más elemental, toda la materia que conocemos “consta de solo un puñado de partículas fundamentales y cuatro fuerzas actuando entre ellas”. De acuerdo al “Proyecto Beacons of Discovery” del “International Committee for Future Accelerators”, esa imagen es “sencilla y elegante”. El puñado de partículas son doce, conocidas como “fermiones”, divididos en dos grupos: “quarks” y “leptones”. Existen 6 quarks y 6 leptones El átomo sigue ahí, tan campante como siempre, aunque ya no como el viejo soberano y muy disminuida la antigua realeza de su corte subatómica. En el modelo vigente, solo cuando se combinan dos “quarks de tipo abajo” y un “quark de tipo arriba” se conforma un neutrón. Cuando lo hacen dos “quark arriba” y un “quark abajo” se genera un protón. El electrón es un tipo específico de leptón. Cuando todo eso se une, ya lo sabemos, se produce un átomo. Eso es lo que se aprende hoy, supongo, en secundaria.

E igual que siempre, cuando un átomo se une con otros termina en la “materia”, tal cual la vivimos todos los días. El carro, la bicicleta, el escritorio, el cuerpo humano, las flores. Sin embargo, los científicos han empezado a utilizar el concepto de “materia ordinaria” para distinguirla del resto de partículas elementales que no conducen a ella, como los tres neutrinos, que son leptones. No es poca cosa la distinción. La “materia ordinaria”, la integrada por átomos, representa solo el 4% de los constituyentes del universo, donde el 96% restante son energía (73%) y materia (23%) oscuras, de las que no sabemos casi nada.

Es bueno que el neutrino haya tenido su día de gloria. No tanto por su presunto récord de velocidad que puede que no lo sea. Más bien por lo que aún tiene que decirnos, por ejemplo, con relación al origen del universo o con la aceleración de su expansión o con aquel 96% que existe pero que no es “materia ordinaria”. Total, como Einstein escribió, knowledge is limited. Imagination encircles the world .