El Nobel, els bosons, la matèria i la filosofia

Olors_Cerdanya_Trops_Materia.jpg El premi Nobel de física d’enguany ha estat atorgat a Peter Higgs i François Englert pels seus treballs de recerca que han portat al descobriment del bosó de Higgs. En Peter Higgs ha rebut el Nobel per haver plantejat, l’any 1964, l’existència de la partícula elemental que ara porta el seu nom. Però, què és un bosó de Higgs? Què és un bosó?

La matèria no és un conjunt amorf i gelatinós, com es pensava al segle XIX. Tot el que veiem són aglomerats de petites partícules individuals: molècules i àtoms. Al llarg del segle XX hem anat sabent que els àtoms tenen un nucli i que els electrons són al voltant seu en diversos nivells d’energia. Sabem que el nucli dels àtoms conté protons i neutrons, en un nombre i proporció que determina les seves propietats físiques i químiques. I què són, els protons i neutrons? Segons el Model Estàndard, proposat a principis dels anys 70, els protons i neutrons són grups de partícules elementals anomenades fermions, i en concret quarks. De fet, la teoria del Model Estàndard diu que els components bàsics de tota la matèria de l’univers són ni més ni menys que 17 partícules elementals amb noms força originals: diferents tipus de quarks, els leptons tau, els electrons, els neutrins, els fotons, els gluons, els bosons i els muons.

Fa cent anys, molts científics es preguntaven què eren els àtoms. fa cinquanta anys, la pregunta que ens fèiem era què són els protons i neutrons. Ara, la pregunta és què són els quarks, els leptons, els electrons, els neutrins, els fotons o els bosons. No és que haguem avançat molt. Ens fem preguntes, i cada pregunta ens genera més noves preguntes que respostes. Fa cinquanta anys, els físics tenien 4 preguntes, volien saber què eren els protons, neutrons, electrons i fotons. Ara en tenim 17, de preguntes. Què són totes aquestes partícules elementals?

D’entre totes les teories actuals, n’hi ha una que trobo particularment interessant. En Meinard Kuhlmann dóna una perspectiva radicalment diferent, probablement perquè és físic i filòsof a la vegada i veu les coses des d’una perspectiva ampla i no constrenyedora. Comenta que, encara que molts físics creuen que les partícules elementals no són més que estats energètics de camps quàntics, la versió més estesa és la de considerar que les partícules són com “boletes” microscòpiques. És el que tots imaginem. Però hem de reconèixer que aquesta és una visió antropocèntrica i marcada pel que veiem en el món macroscòpic que ens envolta. Si volem entendre alguna cosa, hem de ser més imaginatius i oblidar-nos de la nostra experiència. Tal vegada, les partícules elementals no existeixen per si mateixes.

La proposta de Kuhlmann és trencadora: diu que pot ser que l’univers, en el fons, estigui simplement composat de relacions i propietats. En d’altres paraules: l’univers no es composa de substantius sinó d’adjectius. No hi ha partícules amb massa o amb càrrega elèctrica. Enlloc de partícules carregades, el que realment existeix és la càrrega, així com també existeixen la massa i l’anomenat “spin” (que metafòricament podríem traduir per rotació). Kuhlmann ens proposa que ho mirem a l’inrevés del que fem habitualment. Hi ha massa, enlloc de partícules o boletes microscòpiques amb massa. Tot són propietats, segons es dedueix de l’aplicació de la teoria dels trops a la física. És la senzillesa de la percepció dels infants, que capten conjunts de propietats que acabaran contribuint a consolidar conceptes abstractes. Així com “rodó” més “salta” més “tou” més “rebota” cristal·litza en el concepte de pilota, la coincidència de massa i càrrega en un punt determinat de l’espai-temps “crea” una partícula elemental de la matèria. El buit conté propietats, de la mateixa manera que l’aire de primavera conté i transporta les olors de les flors. Les partícules que observem, com el bosó de Higgs o els electrons, no són més que coincidències entre propietats. Els blocs bàsics de la matèria que ens constitueix són simples encontres entre atributs. I en aquest context, què som nosaltres?

L’interessant de tot plegat és que, com comentava el mateix Kuhlmann a la revista “Scientific American” de fa dos mesos, hi ha paradoxes que no queden explicades en el marc de les actuals teories i que en canvi sí que es poden entendre des de la perspectiva de la teoria dels trops. Si la matèria estigués formada per partícules, el buit absolut no tindria res i per tant no hi hauria activitat. Però la teoria quàntica preveu que si posem un comptador Geiger en el buit absolut, aquest detectarà activitat encara que no hi hagi partícules. Què hi ha doncs, al buit? Què és el que detectem? De fet, encara hi ha una predicció més sorprenent, segons les actuals teories quàntiques. Pensem altre cop en un buit absolut, sense res. Les persones que l’estudien, no hi veuen res. Però, segons la predicció de l’efecte Unruh, d’altres persones que l’observin mentre acceleren el seu moviment hi veuran un gas calent de partícules de matèria. La presència o no de partícules depèn de si els observadors acceleren o no. En aquest marc, és difícil continuar creient que que l’entitat de les partícules de matèria és acotada i diferenciada, no us sembla?

He de confessar que m’agrada la proposta d’en Meinard Kuhlmann perquè barreja i agrupa. La ciència actual i la filosofia són molt properes, encara que de tant en tant ens puguem trobar gent que parla de la ciència com si aquesta encara defensés suposades veritats i com si no haguéssim sortit del segle XIX. En Meinard Kuhlmann va més enllà. Diu que si volem tenir una imatge entenedora del món físic, és imprescindible treballar conjuntament des de la física i de la filosofia, perquè ambdues disciplines són complementàries. La metafísica pot proporcionar una sèrie d’escenaris alternatius per a la comprensió del món material, encara que no té eines per a decidir entre ells, més enllà de garantir aspectes de consistència interna dels mateixos. La física aporta eines matemàtiques i experimentals per a comprovar les teories i els escenaris, però li falten mecanismes quan el cal entendre són nocions com les d’objectes, individualitats i propietats, o les relacions entre coses i propietats. El coneixement ens pot tornar a venir de la mà conjunta de la física i la filosofia, de la mateixa manera que ja va guiar els grecs i molts d’altres científics com Isaac Newton i Albert Einstein.

Per cert, en Moisès Broggi deia que l’home ha avançat molt en la recerca i l’estudi de la física i la biologia, però molt poc en l’estudi d’ell mateix. Està molt bé que l’home sàpiga volar pels aires i anar per tot arreu. Però seria molt millor si aprengués a conviure amb els altres.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús