El zoo dels físics i les seves criptopartícules

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.

6 comentaris

  • Joan Codina

    16/05/2013 23:08

    El problema és que les partícules hi són.. El millor de tot són unes que van sortint a energies altes i quan les mires t’adones que simplement són estats excitats de partícules que ja coneixies (des de Feynman és sabut que alguns físics van força calents pel món).

    De fet, els quarks que formen mesons i barions excitats són els mateixos (que en les partícules en l’estat fonamental) l’únic que tenen moments angulars relatius diferents, és com si un rodés entorn de l’altre dins de la partícula i per això dóna senyals a masses més altes.

  • Daniel Closa

    16/05/2013 21:42

    Carquinyol. No m’ho crec. Ningú pot anar tant perdut.

    Joan. Es que realment, els físics, tot intentant simplificar esteu aconseguint una llista inacabable de partícules.
    Vigila amb els monopols, no et passi com en Sheldon.

    Júlia: En realitat… tampoc és tant dolent :-D

    Sinera: Tot està format per altres partícules. Però estaria bé que al final n’hi hagués una de sola que combinant-se de diferents maneres formés tot el que hi ha.

  • Sinera

    16/05/2013 19:51

    I és que sembla que tot el que hem anat trobant està format per d’altres partícules… Ho vaig entendre una miqueta amb el Leon Lederman (quina suada aquell llibre!). Seguint el camí de segur que trobarem que els quarks hauran press els seus “matissos” d’altres partícules de “coloraines”… I potser també dintre de molts anys se sabrà si hi ha “cordes” de guitarra vibrant o res de res.

    Molta semblança entre l’immensitat de l’univers i el submón de les partícules sub… sub… sub-atòmiques. I la vida al mig dels dos móns, fruit de tot plegat, ocupant un espai i un temps finits, és clar.

    És fascinant i acollonant… però que bé t’ho passes intentant imaginar-ho!

  • Júlia

    16/05/2013 11:35

    I els dalton? Només els pot detectar al Lucky Lucke, no? hahahaha val, perdó, acudit molt dolent…

  • Joan Codina

    16/05/2013 9:15

    Massa partícules!! Però mira, tot sigui per anar simplificant.. Sembla mentida que amb tantes partícules suposadament elementals es facin llistes tan llargues de parícules. I al final tot són protons, neutrons i electrons..

    I avui toca citar a Enrico Fermi: “Si podés recordar el nom de totes aquestes partícules hauria estat botànic”.

    Jo vull monopols magnètics per fer-ho tot més maco.

  • Carquinyol

    16/05/2013 8:09

    Confeso que és arribar a nivell de quarks i anar més perdut que un diputat del PSC entre votacions…