EL 'TOP' DE LA FISICA

LOS AVANCES DE la física son cada día mayores. Después de 17 años de búsqueda, los cientìficos del laboratorio Fermilab, en Chicago (Estados Unidos), registraron con certeza la existencia del último de los seis quarks que conforman el modelo estándar de las partículas elementales: el t (Top) quark. Su descubrimiento puede ser uno de los más importantes adelantos en física de los últimos años. "Para nosotros -dice el físico de la Universidad de los Andes Bernardo Gómez- esto es casi como echar un vistazo fugaz a la apariencia del universo una fracción de segundo después de su creación en el 'big-bang". Y, de hecho, con este nuevo hallazgo lo que se replantea es, nada más y nada menos, la incógnita acerca del origen del universo.
La inquietud por conocer la composición de la materia tiene antedecentes milenarios. Se inició unos 2.500 años atrás con los filósofos de la antigua Grecia. De esa época datan explicaciones sobre cómo estaba hecho el universo. Pero, entre ellos, Demócrito fue quien llegó más lejos cuando afirmó que "nada existe excepto átomos y espacio vacío". Apoyados en esta teoría, los físicos de todos los tiempos han dirigido sus inyestigaciones al estudio de las partículas indivisibles, también conocidas como mínimas o fundamentales.
Por lo pronto, lo que se conoce con certeza es qué el universo está conformado por átomos con un núcleo compuesto de protones y neutrones que, a su vez, se encuentra rodeado de electrones. Durante mucho tiempo estos elementos fueron considerados como las unidades mínimas, pero, a pesar de su incapacidad técnica para estudiarlos, los científicos abrigaban la convicción de que se podían descomponer más. Con miras a subdividir aún más la molécula, los científicos crearon, en 1932, el ciclotrón, instrumento que marcó el comienzo de la era de los aceleradores de partículas. Así, tras años de estudio se pudo establecer que las partículas constitutivas de esos protones y neutrones son los quarks (seis en total: up, down, charm, strange, beauty o bottom, y el recién descubierto top).
Aunque los físicos de altas energías tenían indicios de la presencia del top quark, el descubrimiento sólo fue posible ahora gracias a la ayuda del Tevatrón o acelerador de partículas que tiene la institución al oeste de Chicago. Esta clase de aceleradores de partículas son sistemas sofisticados que pueden ser longitudinales o circulares, y llegar a ocupar un área de más de seis kilómetros. Permiten, además, liberar altísimas energías de modo controlado. Con el tiempo estas máquinas se han ido perfeccionando: betatrones, sincrotrones, anillos de almacenamiento y por último anillos colisionadores, que trabajan con las mayores energías.
En 1977, con el descubrimiento del quark b. se sabía que, por razones de simetría, faltaba su pareja. Por muchos años el top quark se buscó en varios laboratorios de Norteamérica, Alemania, Japón y Suiza, pero ninguna de las investigaciones obtuvo resultados concluyentes. Los científicos atribuyen esta demora a que se pensó que el quark t tenía una masa parecida a la del b. pero, para sorpresa de los entendidos, resultó ser una masa superior.
Según Bernardo Gómez, "el proceso consiste en imprimir a protones y antiprotones una aceleración a la velocidad de la luz a través del Tevatrón. Allí la energìa se concentra en el punto de choque y se materializa. Y es desde esa colisión de donde provienen gran cantidad de partìculas nuevas y desconocidas que en su mayoría decae en el momento en que se generan". Para verificar la existencia de estos fragmentos es preciso ubicar detectores de partículas en el punto de encuentro. "Estas 'máquinas' son tan grandes como un edificio y pesan más de 5.000 toneladas -explicó Gómez-. Allí las señales son llevadas a unidades de electrónica que almacenan la información en computadores y cintas magnéticas que reconstruyen la trayectoria de las partículas y permiten su análisis científico".
El hallazgo del top quark fue el resultado del trabajo en equipo de más de 400 científicos provenientes de diferentes partes del mundo, entre ellos algunos colombianos de las universidades de Los Andes y Pedagógica. Desde 1991 la Universidad de los Andes ha participado en los experimentos realizados con el Tevatrón, el último de ellos el DO, en el cual 300 expertos trabajan en investigaciones relacionadas con física de partículas. Una de ellas es la búsqueda del top quark.
Por tanto, las expectativas a nivel cientifico son múltiples y el objetivo que muchos investigadores tienen en mente es el estudio de las propiedades de producción y decaimiento del top quark, para encontrar el origen de su masa. Porque ello, según numerosos físicos, serviría para resolver varios interrogantes sobre el origen del tiempo y el universo.