Uno de los misterios que la ciencia ha tratado de desvelar a lo largo de los siglos ha sido el de conocer de qué está hecho el mundo, de qué se componen las cosas. En la actualidad, es la física cuántica la rama encargada de estudiar el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son demasiado pequeñas, de ahí su nombre: “cuanto”, se refiere a la cantidad mínima de algo que es posible tener.

Para identificar los pilares fundamentales de los que se compone el universo y nosotros mismos el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) utiliza el famoso LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo. Su objetivo principal es reproducir las condiciones que se dieron después del Big Bang gracias a un anillo metálico de 27 kilómetros en el que se lanzan protones para que colisionen 600 millones de veces por segundo en dirección opuesta a la velocidad de la luz y poder observar así las partículas elementales que se crean.

Si ya el pasado 10 de septiembre los científicos del laboratorio consiguieron que el primer haz de protones circulara exitosamente por el acelerador, una avería por una fuga de helio ha tenido que detener el experimento desde entonces, aunque se prevé que se retomará en noviembre de este año.

Una búsqueda antigua

En realidad, las investigaciones sobre la naturaleza de la materia han existido desde el siglo V aC, cuando un filósofo hindú, Kanada, se planteó por primera vez una curiosa teoría sobre unas partículas eternas, muy pequeñas y en continuo movimiento. Sin embargo sería Demócrito quien, al crear la Escuela Atomista, diera nombre a esas unidades minúsculas de las que todo se compone: los átomos, del griego “indivisible”.

Aun así, la forma atómica no estaba muy clara. Tendrían que pasar siglos hasta que un inglés llamado Dalton formulara la teoría del átomo como una ‘pelotita’ compacta y le otorgara un valor químico, asegurando además que no todos son iguales.

En 1.897 se reveló que el átomo no es la división mínima de la materia cuando J.J. Thomson descubrió los electrones mediante su experimento con el tubo de rayos catódicos. Finalmente llegaría el modelo planetario de Rutherford que, aunque es el que aún se estudia en el colegio, ha sido desplazado por una nueva versión que ve cada elemento como ondas de probabilidad: el modelo de Schrödinger.

Imagen irreal

Del modelo de Schrödinger se deduce que, efectivamente, la imagen de arriba (núcleo alrededor del cual dan vueltas los electrones) no se corresponde con la realidad. Los físicos conciben el átomo como un núcleo denso rodeado por una nube electrónica de “probabilidad”, donde no es posible establecer dónde se encuentran los electrones ni cuál es su trayectoria. Sólo se sabe que la probabilidad de encontrarlos es proporcional a la densidad de dicha nube.

Los avances de la era moderna han facilitado el conocimiento sobre la base de la materia, aunque aún hay muchas lagunas. Finalmente se ha conseguido romper el átomo y se han creado la energía nuclear y la bomba atómica, pero ahora se sabe que neutrones, protones y electrones son divisibles y que están formados por fermiones.

A su vez, hay dos tipos de fermiones: leptones y quarcks. En principio, hoy en día se consideran estas partículas como las unidades mínimas indivisibles, pero los experimentos del CERN podrían lograr que éstas se rompieran en “preones”. Por este motivo aún no se sabe dónde se podría alcanzar el límite que nos permitiera conocer con exactitud de qué está hecho el universo y, más en concreto, nosotros mismos.

Más información:

• Gráfico: LHC, colisión de partículas