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1 de Septiembre de 2012
Altas energías

Un abanico de partículas

¿Qué argumentos teóricos llevan a predecir la existencia de una partícula subatómica?
© CERN

En síntesis

En numerosas ocasiones, los físicos han predicho la existencia de una partícula subatómica mucho tiempo antes de que esta fuese observada en los experimentos.

Los argumentos para ello han sido de lo más variados: desde la conservación del momento hasta las propiedades matemáticas de algunos espacios algebraicos abstractos.

La existencia de antimateria apareció como consecuencia de combinar las leyes de la mecánica cuántica con las de la teoría de la relatividad especial de Einstein.

El bosón de Higgs fue propuesto para reconciliar la masa de las partículas con la existencia de ciertas simetrías que implican la aparición de las interacciones.
La física teórica en el siglo xx se ha caracterizado por la detección de partículas cuya existencia había sido predicha con anterioridad; en ocasiones, con décadas de antelación. También nos hemos encontrado con toda suerte de partículas que nadie esperaba. En esta ocasión, sin embargo, nuestro interés se centrará en cinco partículas pertenecientes al primer grupo. En orden de modernidad creciente, nos referimos al neutrino, el mesón pi, el antiprotón, los quarks y, por último, el bosón de Higgs. Comencemos por el neutrino.
El 4 de diciembre de 1930, Wolfgang Pauli envió una carta a un grupo de físicos que asistían a un simposio en Tubinga. Tras dirigirse a ellos como «queridas damas y caballeros radiactivos», Pauli se disculpaba por no acudir a la conferencia. Bailarín y algo mujeriego, se justificó alegando que un baile le reclamaba en Zúrich durante las mismas fechas. La carta constituye uno de los documentos más sorprendentes de la física del siglo xx.
A Pauli le preocupaba cierta anomalía observada en la desintegración beta. Años antes, el físico neozelandés Ernest Rutherford había llevado a cabo un extenso estudio sobre la radiactividad. Había identificado tres tipos de desintegraciones, a las que denominó alfa, beta y gamma. Algunos núcleos pesados, como los de plutonio, se desintegraban emitiendo una partícula alfa, o un núcleo de helio. Otros desprendían rayos gamma, o cuantos muy energéticos del campo electromagnético. Por último, había núcleos que producían una partícula beta: un electrón. Estos mostraban un comportamiento extraño.

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