Arxiu del dijous, 16/05/2013

El zoo dels físics i les seves criptopartícules

dijous, 16/05/2013

1095228_abstract_01.jpg De vegades la física de partícules em fa pensar en un zoològic. Un indret on hi ha diferents animals situats cada un en la seva corresponent gàbia, de manera que els podem veure ordenats de determinada manera. Els físics el que tenen són partícules enlloc d’animals, però la idea és la mateixa. Els ordenen en diferents grups i a mida que passegem pel seu zoològic de partícules trobem quarks, electrons, neutrins, muons, bosons, fotons,… Naturalment cada un porta la seva etiqueta amb un seguit de característiques només comprensibles pels iniciats: Nombre leptònic, spin, càrrega de color, hipercàrrega dèbil…

Però el més divertit és el que seria l’equivalent a la secció de criptozoologia. La criptozoologia és l’estudi d’animals que no existeixen. Els dracs, el yeti, el monstre del llac Ness, el big foot, el chupacabras, les serps marines o el Kraken. En realitat, hauria d’haver dit que és l’estudi d’animals que encara no s’han descobert, ja que podria ser que algun existís.

Doncs els físics tenen un grapat de partícules que mai s’han detectat però sobre les que especulen com serien en el cas d’existir. No és un caprici sinó que és una manera de resoldre problemes que els van plantejant les teories quan volen fer-les encaixar amb les dades experimentals. Segurament la més famosa d’aquestes partícules hipotètiques és el bosó de Higgs, que, òbviament, tant bon punt el van descobrir, va sortir de la secció de criptopartícules i va passar a la zona real del zoològic.

No és la única que va seguir aquest camí. Els neutrins també es van imaginar molt abans de ser descoberts. Però n’hi ha moltes més que encara no s’han trobat mai. Unes de les preferides dels escriptors de ciència ficció son els taquions. Unes suposades partícules que viatgen a velocitat superior a la de la llum. En realitat tindrien moltes característiques curioses. Com més energia els hi dónes, més a poc a poc van, però mai més lents que la velocitat de la llum. Per resoldre els viatges o l’enviament d’informació ràpida per l’Univers, els taquions serien la solució.

Unes altres partícules curioses son els preons. Els físics sempre han anat baixant esglaons en l’estructura de la materia. Primer les unitats bàsiques de la matèria eren els àtoms. Després van veure que estaven fets de protons i neutrons. Després va resultar que els protons estaven fets de quarks. I posats a imaginar, quin seria el següent nivell? Doncs els preons. Unes partícules que segons com les combinéssim donarien un tipus o altre de quark.

Totes les forces tenen una partícula associada. El fotons van associats a la força electromagnètica, els gluons a la força nuclear forta i alguns bosons a la força nuclear feble. Doncs es creu que ha d’existir una partícula relacionada amb la força de gravetat i els han anomenat gravitons. De moment, però , no se n’ha detectat cap i, si els càlculs són correctes, encara estan lluny de la nostra capacitat de detecció.

Les WIMP, l’acrònim anglès de Partícules Massives d’Interacció Feble, serien una bona explicació per la matèria fosca que omple l’Univers i que no sabem el que és. Serien unes partícules que interaccionarien amb la matèria ordinària gairebé només a través de la gravetat. Per aquestes si que hi ha experiments en marxa , com l’IceCube, per mirar de detectar-les. Si les trobem resoldrem un bon problema pel que fa a la composició de l’univers.

N’hi ha més, amb noms ben divertits. Neutralins, fotins, inflatons, sleptons, dilatons, branons i moltes més. Previsiblement, algunes es detectaran i passaran a ser una part més del nostre coneixement. Altres es descartaran o quedaran sempre en el món de les hipòtesis que no s’han descartat però que tampoc s’han demostrat. En realitat és igual perquè moltes vegades, intentant demostrar l’existència d’alguna cosa, podem aprendre moltes altres coses inesperades.