Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Duelo de titanes

Duelo de titanes

A los aficionados al cine este titular les recordará, un western clásico del año 1957, una versión de la vida real del célebre enfrentamiento a revólver puro, en el O.K. Corral. El filme fue dirigido por una gran maestro de la superacción, John Sturges ("Los siete magníficos", "El gran escape"), con un destacado elenco de actores en el que los dos titanes interpretativos eran, nada más y nada menos, que Burt Lancaster (el honrado sheriff) y Kirk Douglas (jugador y dentista retirado y alcohólico).

LHC. De lo que hoy vamos a tratar es de otros dos titanes científicos que, al igual, que en el ejemplo cinematográfico precedente, no representan al Bien y el Mal, sino a posturas, modos de ser y enfoques diferentes. Sus profundas discusiones han alcanzado cotas que desbordan el ámbito científico, han interesado al gran público y tratan sobre un tema tan importante como es el de la naturaleza de la materia y del universo. Nuestros protagonistas de hoy, son dos grandes científicos británicos, ambos con 63 años de edad, el físico escocés Peter W. Higgs y el cosmólogo de Oxford Stephen William Hawking.

¿Cuáles son sus posturas y cómo sabremos quién tiene la razón?. Empecemos por el final cuyo inicio de respuesta puede situarse en la presentación hecha hace unos días en Ginebra por el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) y la constructora española Dragados (en colaboración con la italiana Seli y otras firmas europeas), de la principal caverna subterránea de una instalación, preparada para albergar al gigantesco laboratorio que en el subsuelo de la región ginebrina investigará los misterios del Universo. Situada a cien metros de profundidad, la nave tiene dimensiones similares a la de una gran catedral con 53 metros de largo y 26 metros de diámetro, disponiendo de un agujero de unos 20 metros de diámetro y otros 50 de profundidad, que conduce al exterior. La construcción de la gigantesca caverna ha requerido un total de 90.000 metros cúbicos de hormigón, el equivalente al cargamento transportado por 35.000 camiones, y unas 3.500 toneladas de acero, es decir, una cantidad parecida a la que contiene la Torre Eiffel. En estas enormes instalaciones del gran colisionador de hadrones (LHC, de sus siglas en inglés), que consiste en una serie de potentes sensores, se analizarán a partir del 2006 la manera en que colisionan, se desintegran, la trayectoria que adoptan y cómo se recomponen las partículas simulando condiciones similares al Big-Bang que supuestamente dio origen al Universo. El proyecto LHC costará más de 8 mil millones de euros y uno de sus objetivos principales será la de la búsqueda del bosón postulado por Higgs pero cuya existencia es negada por Hawking.

CUESTIONES. El estudio de la materia comenzó con las especulaciones de Demócrito. 2500 años más tarde los científicos piensan que en el campo de la Física ya son solo dos las grandes cuestiones que quedan por resolver: una teoría que unifique todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza y otra teoría que explique perfectamente el origen del universo. Y ambas están muy relacionadas entre sí. El camino recorrido ha sido fructífero, descubriendo y clasificando las partículas elementales y las fuerzas que mantienen unidas a todas las cosas, desde los átomos a las moléculas, la materia ordinaria, los seres vivos, las estrellas, las galaxias, o el propio Universo. Para llegar a este punto las sucesivas teorías se han ido integrando en otras de nivel superior: mecánica newtoniana, mecánica cuántica y teoría especial de la relatividad, teoría cuántica de campos y modelo estándar de las partículas elementales.

Sólo cuatro fuerzas (o interacciones) fundamentales entre las partículas son suficientes para dar cuenta de todas las estructuras existentes en el Universo. Todos los fenómenos que se observan en el Universo tienen, pues, su origen en un conjunto pequeño de partículas elementales y en cuatro fuerzas, siendo los propios "mensajeros" de las fuerzas también partículas elementales. Aunque el modelo estándar se ha confirmado con muchos experimentos realizados hasta la fecha, también presenta aspectos débiles. No incluye la gravedad, que es la fuerza más débil y no explica la variedad de las masas de las partículas. Este último hecho lo podemos relacionar con la masa inercial o resistencia que opone un cuerpo a cambiar su estado de movimiento (la resistencia a moverse si está quieto, a frenar si está en movimiento, a cambiar de dirección, etc.). ¿Cuál es la razón de esta resistencia?, ¿por qué existe la masa inercial?.

TITANES. La historia del bosón de Higgs comenzó en 1961, cuando Yoichiro Nambu, un físico de la Universidad de Chicago, mostró un proceso llamado "rotura espontánea de la simetría" que quizá pudiera explicar de dónde viene la masa. El físico Peter Higgs profundizó en la explicación, mediante el postulado de la existencia de un campo (llamado campo de Higgs) que llenaría todo el Universo. La masa inercial se produciría por el "roce" (interacción) de las partículas con este campo. Una partícula que interaccionara mucho tendría una masa mayor que una que interactuara poco, mientras que ciertas partículas, como el fotón, no interaccionarían en absoluto por lo que no tendrían masa. El trabajo de Higgs fue rechazado por varias revistas científicas, hasta que finalmente fue publicado en el Physical Review Letter.

Era una idea interesante pero bastante difícil de demostrar si la única consecuencia que produce este hipotético campo es la masa inercial. En cualquier caso, desde el punto de vista de la mecánica cuántica, un campo necesariamente debe estar asociado a una partícula (considerada como onda de perturbación del campo) y las características de esta partícula (masa aproximada, si tiene o no carga, spin, etc.) podrían ser conocidas conociendo las características del campo. Por tanto, la partícula correspondiente al campo de Higgs, llamada bosón de Higgs, podría ser descubierta mediante experimentos realizados en el rango de energías correspondientes a las predichas para este bosón. Su importancia sería tan grande que algunos científicos la denominaron como la partícula Dios.

Si las nuevas instalaciones ginebrinas del LHC confirman la existencia del bosón de Higgs, ello no sólo completaría el modelo estándar sino que daría más solidez al modelo inflacionario cosmológico, ya que éste se basa en la estructura del vacío implícita en el mecanismo de ruptura de simetría. Es decir, ayudaría a resolver las dos grandes cuestiones pendientes de la Física.

Sin embargo, Stephen Hawking, el conocido cosmólogo, profesor de la Universidad de Cambridge es muy crítico públicamente con la posibilidad de la existencia del bosón de Higgs y sus implicaciones cosmológicas. En algunas ocasiones, sus ácidos comentarios al respecto han llegado a ocupar titulares periodísticos.