Juan José Gómez Cadenas: Paisaje sin neutrinos (I), un remedio desesperado

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Fermi con sus estudiantes, ”gli ragazzi da Via Panisterna”. Oscar D’Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi y Franco Rasetti.
Fermi con sus estudiantes, ”gli ragazzi da Via Panisterna”. Oscar D’Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi y Franco Rasetti.

El hombre que mira al mar no puede tener mas de treinta y pocos años. Es delgado y moreno, lleva el pelo, lacio y bastante largo, peinado a un lado. Posiblemente usa gomina, porque el levante que acaricia su rostro apenas consigue agitarlo. Las cejas son espesas y arqueadas, los labios gruesos y sensuales, un tanto femeninos. Es un rostro a la vez agraciado e inquietante, hay algo sin acabar en los rasgos de este joven. Contemplarlos recuerda un retrato magistralmente ejecutado, en el que el artista, por prisa o descuido, no ha completado los últimos retoques. La barbilla es débil, el cabello demasiado lustroso, la cejas demasiado pobladas. Pero sobre todo, lo que inquieta en él son los ojos, enormes, oscuros, inmensamente tristes.

El hombre mira al mar, apoyado en la barandilla del paquebote que recorre el trayecto entre Nápoles y Palermo. No sabemos lo que piensa, pero el ligero temblor que le sacude nos hace intuir que tiene frío. La noche de finales de marzo es bastante cálida en esta parte del mediterráneo, pero el relente del mar es todavía fresco, lo bastante como para que no haya nadie en cubierta excepto él.

¿Por qué no regresa a su camarote? ¿Está acaso mareado por el zarandeo del barco? No parece probable, el mar está tan pacífico esta noche de 1938 como si en el mundo no hubiera ocurrido jamás calamidad alguna, a pesar de que decenas de millones de personas van a perecer en el gran conflicto bélico que se avecina al mundo.

Pero el hombre que mira al mar no sabe nada del futuro. Es más, muy probablemente el futuro le tiene sin cuidado. Al menos eso es lo que parece deducirse de la carta que ha enviado, hace dos días —el 25 de marzo — a Antonio Carrelli, director del Instituto de Física de Nápoles, donde este joven, cuyo nombre es Ettore Majorana, es ya catedrático, uno de los más precoces de la historia de la ciencia italiana. En esa carta, nuestro héroe pide perdón por cualquier inconveniencia que su desaparición pueda causar, pide ser recordado por sus colegas, afirma haber tomado una decisión irrevocable.

¿Qué decisión puede ser esa? ¿Por qué se balancea sobre la barandilla de esa manera, como un hombre del que tira el vértigo?

No lo sabemos. Si examinamos su vida, nos encontramos con un niño prodigio, un fenómeno de las matemáticas, un físico preclaro que ha trabajado nada menos que con Enrico Fermi y sus colaboradores, los famosos ragazzi da Via Panisterna. Pues bien, el mismísimo Fermi ha afirmado lo siguiente refiréndose a este joven que mira al mar: ”hay físicos corrientes, que hacen lo que pueden, pero nunca llegan muy lejos. Otros buenos o muy buenos, que realizan importantes contribuciones a la ciencia. Y luego están los que son excepcionales, gente, como Majorana, de la talla de Newton y Galileo”.

¿Por qué uno de los físicos más sobresalientes del siglo tiene a este muchacho en tan alto pedestal? Un ejemplo nos permitirá hacernos a la idea. El matrimonio formado por Irene y Frederic Jolliot-Curie, hija y yerno de la mítica Madame Curie, acaban de descubrir un nuevo tipo de radiación penetrante, pero han sido incapaces de explicar de qué se trata. Majorana, en cambio no vacilar en afirmar: “Estos tontos franceses acaban de descubrir una nueva partícula y ni siquiera se han dado cuenta”.

Fermi sí se da cuenta de que su protegido ha tenido una idea genial y le insta a que la publique, pero Ettore no tiene ganas de tomarse la molestia de escribir un artículo para anunciar al mundo tal obviedad… unos meses más tarde lo hace James Chadwick, que de paso birla la palabra “neutrón» con la que Fermi había bautizado a la partícula neutra que se emite en la desintegración de los núcleos radioactivos. Chadwick recibirá el premio Nobel por su “descubrimiento” (la obviedad que el protagonista de esta historia no se molestó en publicar) y Fermi cambiará el nombre de su partícula neutral. icula neutral. De “neutral” a “pequeñaa neutral”, o neutrino.

Los neutrinos, por cierto, todavía no se han detectado experimentalmente en 1938. De hecho, habrá que esperar casi 20 años a que lo hagan los físicos norteamericanos Fred Reines y Clyde Cowan. Por ahora, el neutrino es poco más que una entelequia matemática, inventada por el gran físico Wolfang Pauli para justificar la aparente falta de balance energético en el proceso llamado desintegración beta.

Es este proceso, un núcleo radioactivo se desintegra a otro más ligero emitiendo un electrón La energía del electrón debe ser igual a la diferencia entre la masa del núcleo padre y el núcleo hijo, de acuerdo con la famosa ecuación de Einstein, E = mc2. Puesto que esa diferencia es siempre la misma en todas las desintegraciones de un mismo núcleo (una cantidad que llamaremos Q) los electrones emitidos deberían tener todos la misma energía… Pero los físicos observaban que no era, ni mucho menos el caso. Los electrones tenían, de hecho, un continuo de energías entre cero y como máximo, Q.

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Izquierda: el electrón emitido debe tener siempre la energía correspondiente a la diferencia de masas en el núcleo padre y el hijo (Q = mc2). Derecha, en lugar de la energía esperada, el electrón se observa con un continuo de energía… ¿cuál es la explicación?
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Arriba: Pauli propone la existencia de una nueva partícula, el neutrino, para explicar que el electrón no tenga siempre la misma energía. Abajo, la explicación es simple. El neutrino escapa sin ser detectado y se lleva la energía que le falta al electrón. Como la energía se reparte entre el electrón y el neutrino, el resultado es un continuo de energías observado para el electrón, cuya máxima es Q (correspondiente al caso en el que el neutrino no se lleva energía)

Para explicar este fenómeno, sin tener que renunciar a la ley de conservación de la energía, Pauli ha inventado una partícula neutral, que se emite, junto con el electrón en la desintegración beta. Su presencia resuelve el problema, puesto que ahora, la diferencia de masas entre el núcleo padre y el núcleo hijo tiene que repartirse entre dos partículas.El neutrino escapa sin ser detectado y la energía del electrón observado varía entre cero (cuando el neutrino se lleva toda la energía disponible) y Q (cuando el neutrino no se lleva ninguna). Puesto que la energía se puede repartir de forma continua entre el electrón y el invisible neutrino, cualquier valor entre cero y Q es posible.

Pauli ha resuelto el problema de la conservación de la energía, pero lo malo es que, para ello, no le ha quedado otro remedio que desnudar a un santo para vestir a otro, ya que nadie consigue creer en la existencia de una partícula que no se sabe de dónde sale, no interacciona con la materia y no parece tener otra función que la de comodín matemático. De ahí que Pauli divulgara su hipótesis muy discretamente, en una carta enviada, vía un ayudante suyo al congreso de Tübingen. La carta arrancaba con un saludo que se ha hecho célebre: «Queridas y radioactivas señoras y señores”. Por la época, la palabra “radioactividad”, lejos de estar apestada, sonaba sexy y moderna. Pauli anuncia su neutrino como un “remedio desesperado”, para salvar las leyes de la conservación de la energía.

Un par de años más tarde, Enrico Fermi envía a la revista Nature, una de las más prestigiosas del mundo, entonces y ahora, un artículo en el que da consistencia matemática a la hipótesis de Pauli, formulando cuantitativamente una teoría de la desintegración beta. Se trata de un trabajo monumental, que sin embargo es rechazado por Nature por ser “demasiado especulativo” y acaba siendo publicado por la revista del Nuovo Cimento.

La teoría de Fermi de la desintegración beta un neutrón se desintegra en protón, más electrón, más neutrino. La teoría formulaba de manera matemática la interacción, en términos de una constante que hoy llamamos constante de Fermi
La teoría de Fermi de la desintegración beta: un neutrón se desintegra en protón, mas electrón, mas neutrino. La teoría formulaba de manera matemática la interacción, en términos de una constante, que hoy llamamos constante de Fermi.

Y, precisamente, la idea más genial de Ettore Majorana, el hombre que se aferra a la barandilla del paquebote que navega entre Nápoles y Palermo, tiene que ver con esos neutrinos misteriosos, que en marzo de 1938, gozan ya de cierta respetabilidad matemática, aunque para muchos físicos no son, todavía, más reales que los unicornios.

(Continua)

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7 comentarios

  1. Gabriel

    ¿Qué es eso de «gli ragazzi»?

  2. google: gli ragazzi da via Panisterna

  3. bolaño

    Magnífica ‘novela’. Esperando…
    Gracias y saludos.

  4. Pingback: Juan José Gómez Cadenas: Paisaje sin neutrinos (I), un remedio desesperado

  5. bolaño

    ¿Aparecen los WIMPs en la ‘novela’?
    Debe tener tarea. No se preocupe, no hay prisa.
    Saludos.

  6. Pingback: Jot Down Cultural Magazine | Juan José Gómez Cadenas: Paisaje sin neutrinos (II), Fred & Clyde

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