¿De qué está hecho nuestro universo?. Esta pregunta ha acompañado al hombre desde sus orígenes, pues conocer nuestra esencia íntima, desvelar quiénes somos, es uno de los grandes enigmas que todavía nos esforzamos en resolver.
En nuestro viaje al interior de nosotros mismos, hemos descubierto que somos organismos vivos, agrupaciones de células que están compuestas de moléculas, quienes a su vez están formadas por átomos. Y hemos aprendido que estos átomos se componen de un núcleo (que contiene protones y neutrones) rodeado por una nube de electrones.
Esto es lo que aprendemos en colegios e institutos: los ladrillos básicos de nuestro universo son los protones, los neutrones y los electrones.
Pero de vez en cuando, oímos noticias en la prensa que hablan de nuevos descubrimientos en física de partículas, que nos revelan la existencia de una auténtica fauna de extrañas partículas con nombres chocantes, que no sabemos donde encajan en el modelo que hemos estudiado.
Vamos a intentar explicar muy brevemente, cómo se organizan todas esas partículas, y cuáles son las que por ahora parecen ser los ladrillos fundamentales. La teoría física que explica este puzzle y cómo las partículas interaccionan es el Modelo Estándar. Según esta teoría existen dos tipos de partículas elementales: los fermiones y los bosones. El modelo explica las fuerzas entre dos partículas (fermiones) como resultado de un intercambio de partículas mediadoras (bosones).
1. Los fermiones
Están asociados con la idea que tenemos de materia. Obedecen la estadística de Fermi-Dirac. Cumplen el principio de exclusión de Pauli (dos fermiones no pueden ocupar el mismo estado cuántico a la vez). Tienen espín semientero. Cada fermión posee su propio anti-fermión.
Hay 12 fermiones diferentes: 6 son quarks y 6 son leptones.
Los fermiones se agrupan en tres familias o tres generaciones: cada uno consistente en una pareja de quarks y una pareja de leptones.
Los quarks son portadores de carga de color y por ello interaccionan con la llamada fuerza fuerte. También poseen carga eléctrica e isospín débil, por lo que también interaccionan con la fuerza electromagnética y la fuerza débil. Hay 6 tipos de quarks llamados up, down, charm, strange, top and bottom (o beauty).
La fuerza fuerte les confina de forma que se encuentran siempre agrupados formando compuestos sin carga de color: los hadrones. Éstos pueden estar constituidos por 3 quarks (y se llaman entonces bariones) o por una pareja de quark y antiquark (los mesones, que en realidad son bosones). Nuestros bien conocidos protones y neutrones son un tipo de bariones, y están por tanto compuestos por 3 quarks.
1.2. Los leptones
Los leptones no tienen carga de color, por lo que no interaccionan con la fuerza fuerte. A este grupo pertenecen el electrón, el muón y el tau, además de los neutrinos que cada uno lleva asociado, el neutrino electrónico, el muónico y el tauónico.
El electrón, el muón y el tau tienen carga eléctrica e interaccionan con la fuerza electromagnética y la fuerza débil. Los neutrinos no tienen carga eléctrica, por lo que sólo interaccionan con la fuerza débil, una de las razones por las que son difíciles de detectar.
2. Los bosones
Obedecen la estadística de Bose-Einstein. Tienen espín entero y no siguen el principio de exclusión de Pauli. Cinco de ellos son elementales: los 4 bosones gauge (que son portadores de fuerza) y el bosón de Higgs. Otros son bosones compuestos como los mesones.
Entre los bosones gauge encontramos a los fotones (portadores de la fuerza electromagnética), los gluones (portadores de la fuerza fuerte) y los bosones W+, W- y Z (portadores de la fuerza débil).
Además está teorizada la existencia del bosón de Higgs (de espín cero), que es una partícula elemental que explicaría el origen de la masa de las partículas elementales. Es la única partícula del Modelo Estándar de la que no hay todavía evidencia experimental. El gran colisionador de hadrones (LHC) del CERN espera descubrir pronto a este escurridizo bosón.
Hadrón, leptón, muón, barión, fermión …. ¡Vaya lío!. No te desanimes con tan variada fauna, sólo quería presentarte a sus principales componentes, así podrás identificarlos en sus grupos cuando oigas hablar de ellos y hacerte una idea de sus propiedades y de cómo interaccionan. Escucharás muchos más nombres raros llamados con letras griegas (lambda, sigma, delta …), no te alarmes, muy probablemente serán tipos de hadrones.

Quédate con esto: Por lo que conocemos hasta ahora, los ladrillos fundamentales de nuestro universo son los quarks, los leptones y los bosones portadores de fuerza.
Y ahora con más confianza, descubre este mundo tan variado, una danza cósmica de creación y destrucción, de interacción, siempre en movimiento, ¡un verdadero desafío a nuestra imaginación!.

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Sí, aquí estoy en el CERN, el centro de investigación en física de partículas más grande del mundo. El lugar donde se investiga sobre el origen del universo, sobre la estructura íntima de la materia, donde se crea antimateria ….


En la primera sala se exhibían novedosos materiales para la Construcción, como los materiales compuestos para elementos de las estructuras (vigas doble T de plástico reforzado con fibra de carbono), polímeros que sustituyen a la cerámica en los baños, pigmentos para ayudar a regular la temperatura de los edificios, hormigón translúcido con leds (que permite que la luz natural llegue al interior de los edificios), aerogeles para aislamientos térmicos y acústicos, acero con grandes tenacidades o resistencias (como el utilizado para los eslabones de las cadenas de anclaje de las plataformas marinas ) y tantos otros proyectos….
En la tercera sala ratificamos cómo los nuevos materiales pueden contribuir también al Sector Energético y comprobamos cómo se puede generar energía utilizando semiconductores aprovechando el efecto Seebeck, o bien a través del hidrógeno (en una maqueta similar a la de la EXPO). Pudimos comprobar las ventajas de utilizar hormigón prefabricado en la construcción de torres eólicas. También aprendimos cómo aprovechar los residuos, por ejemplo, cómo obtener gas y abono a través del compostaje de RSU orgánicos, o cómo se pueden utilizar los residuos de las papeleras para la fabricación de cementos.
También pudimos ver y tocar nuevos materiales de la Industria Textil, como tejidos con apantallamiento magnético, textiles técnicos, inteligentes e ignífugos, otros que incorporan aloe vera para hidratar la piel, o zapatos realizados con materiales naturales (¡algunos de los cuales ya se comercializan!).
Aprendimos cómo la utilización de la nanotecnología en los fármacos puede revolucionar la Industria Farmacéutica. Nos llamó la cómo se pueden obtener materiales biocompatibles para la reparación de tejidos humanos, a través de la utilización de proteínas estructurales de la sangre. Y espectacular nos pareció el cierre craneal elaborado con un muelle de memoria de forma.
Un galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Como veremos su funcionamiento se basa en fenómenos magnéticos.






Por último pasamos a las Bodegas de Fermentación, La Zaragozana sigue utilizando tinas abiertas para fabricar algunas cervezas. En éstos se añade levadura (Saccharomyces cerevisiae) al mosto para que fermente, convirtiéndose finalmente en cerveza. Un paso importante es la refrigeración, para optimizar el trabajo de las levaduras. Llama mucho la atención las masas de espuma en las tinas que se encuentran en un primer estado de fermentación. Una vez fermentada, la cerveza debe dejarse madurar. Ya tenemos la cerveza, ahora debe almacenarse y embotellarse.
Desde el nacimiento del Hombre, el eterno cielo estrellado ha sido siempre su fiel acompañante. El Hombre siempre se ha sentido fascinado y deslumbrado por la belleza del firmamento nocturno, conmovido y diminuto ante su infinitud, pero reconfortado y acompañado, pues pronto reconoció en su oscuridad ciertos patrones regulares que parecían ligar irremisiblemente a esos lejanos fuegos nocturnos. Al igual que hacía con todo lo que no sabía explicar, se le antojó al Hombre que estas estrellas de la noche debían tener un origen sobrenatural, y debían encontrarse en el firmamento para transmitirle un mensaje de un dios todopoderoso: una leyenda que debía permanecer para siempre en su recuerdo. Y así poco a poco, el Hombre comenzó a vincular mitos y leyendas a las eternas constelaciones estelares, leyendas que explicaban su origen, recuerdos del inconsciente colectivo que no debían perderse en el olvido ….









