El electrón es zurdo o la no conservación de la paridad.

Resulta curioso constatar que existen partículas subatómicas que podríamos llamar pares y otras que podríamos llamar impares, porque sus combinaciones y desintegraciones cumplen las mismas propiedades que la suma de enteros pares e impares. Una partícula de paridad par puede partirse en dos de paridad par, o en dos de paridad impar, pero nunca en una de paridad par y otra de paridad impar (esto implica la conservación de la paridad).

En 1927 el físico y matemático húngaro Eugene Wigner demostró que las partículas con paridad par poseían, en cierta forma, una simetría especular (izquierda derecha, como la letra M o el número 8). Una simetría que conserva ciertas propiedades mecanocuánticas de la partícula por cambio de signo de sus coordenadas espaciales. En 1963 le fue concedido el Premio Nobel “ por el descubrimiento y aplicación de los principios fundamentales de la simetría”. Las simetrías, como he resaltado en alguno de mis post, juegan un papel fundamental en el descubrimiento de nuevas partículas y de sus propiedades.

Hasta los años cincuenta, los físicos pensaban que la conservación de la paridad era una ley general, pero ocurrió que a consecuencia del descubrimiento del llamado mesón K que se descomponía unas veces en dos mesones Pi y otras veces en tres mesones Pi ,y de las cábalas que se tuvieron que hacer para justificar este hecho insólito, se empezó a sospechar que la conservación de la paridad no era una ley tan general para todas las partículas. Se conocía bien la conservación de la paridad con relación a las interacciones electromagnética y nuclear fuerte (la gravitatoria es despreciable respecto a estas y al nuclear débil), pero no se había estudiado de forma sistemática la nuclear débil respecto a su paridad.

Dos jóvenes físicos de la Universidad de Columbia, Chen Ning Yang y Tsung Dao Lee, tuvieron en cuenta esto y propusieron, en un importante artículo, experimentos para comprobar si las interacciones nucleares débiles conservaban o no la paridad. Pronto se realizó el experimento que comprobó la no conservación de la paridad de la fuerza nuclear débil, y les valió a los dos investigadores el Premio Nobel de física de 1957, cuando tenían treinta y cuatro y treinta y un años, respectivamente.

El experimento:Un fenómeno nuclear débil muy común es la emisión de un electrón por un núcleo atómico. Si se emitían el mismo número de electrones desde el polo norte del núcleo que desde el polo sur, significaría que se conserva la paridad. En cambio, si sólo se emitían electrones desde el polo sur la conservación de la paridad no rige para estas interacciones. Y esto es lo que ocurrió, se polarizaron núcleos de cobalto 60, mediante un poderoso campo magnético, y se les enfrió cerca del cero absoluto para que la energía de su vibración fuese mínima ,y no les desorientara. De esta forma se comprobó que los electrones sólo salían de uno de los polos del núcleo, el polo sur. El fenómeno era asimétrico y por tanto no conservaba la paridad.


Isaac Asimov en su magnífico ensayo “El electrón es zurdo”, utiliza esta imágen para distinguir un electrón asimétrico, afectado por la interacción nuclear débil, del que aparecería en un espejo. Su imagen saliendo del polo norte del núcleo nos recordaría el mundo irreal de Alicia, porque sabemos que no conserva la paridad y el electrón real sólo puede salir por el polo sur. El gran Isaac sabía como titular un artículo para llamar la atención del lector sobre cuestiones, aparentementes, poco
interesantes.


Del Libro: “El electrón es zurdo y otros ensayos científicos”. Isaac Asimov. Alianza Editorial.Madrid 1982.

De la web: Cien preguntas básicas.

Enamorarse de la ciencia

Recientemente, ha estado en España Gerald Holton, profesor de física e historiador de la ciencia en Harvard, un verdadero especialista en Einstein, hasta tal punto que fue la persona elegida por la familia del científico para clasificar toda su documentación, después de su muerte. En la entrada de 18/6/06 , Ciencia/tecnología e imaginación, resumí una entrevista suya a la revista Mètode de la Universidad de Valencia.


En su última visita ha concedido una entrevista al periódico el El País. Le preguntaron, cuál es la característica esencial de un científico y Holton respondió: "Tal vez mis colegas sonrían, pero creo que igual que algunas personas están enamoradas del dinero y otras se enamoran del arte -ayer estuve en uno de sus maravillosos museos: el Prado, y es extraordinario-, los científicos están enamorados de la química o de la física o de las matemáticas... El científico se enamora muy joven y deja todo de lado por ese amor. Stephen Jay Gould decía que la ciencia significa que al final del día, en el laboratorio, sabes que el 99% del tiempo de trabajo ha sido tiempo perdido, y encima todavía tienes que limpiar las jaulas de los ratones. La ciencia es una actividad que exige muchísima dedicación y tiempo".

En el periódico, el titular de la entrevista decía :” Los científicos están enamorados de la química, de la física o de las matemáticas...”. Poco después, cuando he comprado el último y monumental libro de Roger Penrose “ El camino a la realidad ”, una guía completa de las leyes del universo, me ha llamado, poderosamente la atención la dedicatoria del mismo a su querido profesor Dennis Sciama (también profesor de Stephen Hawking) : ”A Dennis Sciama, que me mostró la emoción de la física”.


Hace muy poco, he vuelto a releer el formidable ensayo de Isaac Asimov “ El electrón es zurdo”. Al comienzo del mismo dice, entre broma y serio:”Por un lado, mi objeto y mi pasión, aun en mis novelas, es explicar. En parte es por instinto misionero por lo que anhelo conseguir que mis lectores vean y entiendan el Universo, como yo lo veo y entiendo, para que puedan gozarlo como yo.”

Amor, emoción, gozo por la ciencia.

Y en muchas ocasiones hace falta verdadero amor. Por ejemplo, para seguir en España en el puesto de científico becario hasta los 40 años, después de grandes esfuerzos y una gran y costosa preparación. Recientemente, Francisco Tomás, rector de la Universidad de Valencia hacía unos comentarios interesantes, a la revista Mètode de la Universidad ( número 50 ), sobre el estado actual de la ciencia:” En estos momentos hay una regresión a escala mundial del interés de los jóvenes por cursar carreras científicas, es un hecho muy inquietante”... “ Existe una intensa dedicación de los investigadores en producir conocimiento, pero esta producción ha dejado muy al margen la necesidad de difundirlo en la sociedad: el hecho de realizar una investigación competitiva, publicando en revistas de alta exigencia, ha dejado paradójicamente un poco de lado la divulgación de nuestro trabajo. Se ha producido un desfase, hay muy pocos comunicadores de la ciencia y también hay muy pocos científicos que tengan ese interés por la difusión...”

Y eso, la divulgación, es esencial para crear el tejido social necesario para que exista una “cantera” de futuros científicos. Sólo se consigue esa “cantera” transmitiendo la emoción por la ciencia, como decía Roger Penrose, y desde luego, creando las condiciones dignas para ejercerla. Hacen falta las dos cosas.