Jeroglíficos XXVII

Cerebro y lenguaje, cuestiones de conciencia.

Muchos filósofos y psicólogos parecen aceptar la idea de que la conciencia humana está muy ligada al lenguaje humano. Por consiguiente, es sólo en virtud de nuestras capacidades lingüísticas por lo que podemos alcanzar una sutileza de pensamiento, que es la impronta misma de nuestra humanidad, y la expresión de nuestras propias almas. Es el lenguaje, según este punto de vista, el que nos distingue de los otros animales, y nos proporciona así una excusa para privarles de su libertad y sacrificarlos cuando sentimos que surge dicha necesidad. 

Es el lenguaje el que nos permite filosofar y describir cómo sentimos, de modo que podamos convencer a los demás de que nosotros tenemos conciencia del mundo exterior y también tenemos conciencia de nosotros mismos. Desde este punto de vista, nuestro lenguaje se considera como el ingrediente clave de nuestra posesión de conciencia.

Ahora bien, debemos recordar que nuestros centros del lenguaje están (en la inmensa mayoría de las personas) solamente en los lados izquierdos de nuestros cerebros (áreas de Broca y de Wernicke). El punto de vista recién expresado parecería implicar que la conciencia es algo que está asociado solamente con la corteza cerebral izquierda y no con la derecha.

Hay un importante conjunto de observaciones concernientes a humanos (y animales) a los que se ha seccionado completamente el cuerpo calloso, de modo que los hemisferios izquierdo y derecho de sus cortezas cerebrales no tienen comunicación entre sí. 

En el caso de los humanos, el seccionamiento del cuerpo calloso fue realizado como operación terapéutica al descubrirse que éste era un tratamiento efectivo para una forma de epilepsia particularmente grave que sufrían algunos sujetos. 

Numerosos tests psicológicos les fueron suministrados por Roger Sperry y sus colaboradores algún tiempo después de que hubieran sufrido estas operaciones. Los sujetos estaban colocados de tal forma que se les presentaban estímulos completamente separados para los campos izquierdo y derecho de visión, de modo que el hemisferio izquierdo sólo recibía información visual de lo que se mostraba en el lado derecho, y el hemisferio derecho, sólo de lo del lado izquierdo. Si se le mostraba brevemente una foto de un lápiz en el lado derecho y una foto de una copa en el izquierdo, el sujeto diría: "Eso es un lápiz", ya que era el lápiz, y no la copa, lo percibido por el único lado del cerebro aparentemente capaz de hablar. Sin embargo, el lado izquierdo sería capaz de seleccionar un plato, antes que un trozo de papel, como el objeto apropiado para asociar con la copa. El lado izquierdo estaría bajo el control del hemisferio derecho y, aunque incapaz de hablar, este hemisferio derecho ejecutaría ciertas acciones bastante complejas y decididamente humanas. 

De hecho, se ha sugerido que el pensamiento geométrico (especialmente en tres dimensiones), y también la música, pueden ser llevados a cabo normalmente en el hemisferio derecho principalmente, para compensar las capacidades verbales y analíticas del izquierdo. 

El cerebro derecho puede comprender los nombres comunes o las frases elementales, y puede llevar a cabo operaciones aritméticas muy sencillas. 

Lo más sorprendente de estos sujetos con cerebro escindido es que los dos lados parecen comportarse como individuos prácticamente independientes, cada uno de los cuales puede comunicarse por separado con el experimentador —aunque la comunicación es más difícil—, y en un nivel más primitivo, con el hemisferio derecho que con el izquierdo, debido a la falta de capacidad verbal del derecho. 

Una mitad del cerebro del sujeto puede comunicar con la otra de manera simple, por ejemplo observando el movimiento del brazo controlado por el otro lado, o quizá oyendo sonidos reveladores (como el repiqueteo en un plato). Pero incluso esta comunicación primitiva entre los dos lados puede eliminarse en condiciones de laboratorio cuidadosamente controladas. Pese a todo todavía pueden pasar de un lado a otro vagos sentimientos emocionales, debido presumiblemente a que estructuras que no están seccionadas tales como el hipotálamo, siguen estando en comunicación con ambos lados.

Resulta tentador plantear la cuestión: ¿tenemos dos individuos conscientes separados que habitan en el mismo cuerpo? Esta cuestión ha sido objeto de mucha controversia. Algunos mantendrán que la respuesta debe ser ciertamente "sí", mientras otros afirmarán que ningún lado debe considerarse como un individuo por propio derecho. Algunos estarán de acuerdo en que el hecho de que puede haber sentimientos emocionales comunes a los dos lados pone en evidencia que todavía hay un solo individuo involucrado. Pero otro punto de vista es que sólo el hemisferio del lado izquierdo representa un individuo consciente, y el del lado derecho es un autómata. 

Parece que esta idea es la que aceptan quienes sostienen que el lenguaje es un ingrediente esencial de la conciencia. De hecho, sólo el hemisferio izquierdo puede responder convincentemente "Si" a la pregunta oral "¿Es usted consciente?" El hemisferio derecho, como un perro, un gato o un chimpancé, podría ser puesto en dificultades incluso para descifrar las palabras que constituyen la pregunta, y puede ser completamente incapaz de expresar verbalmente su respuesta.

Donald Wilson y sus colaboradores examinaron un sujeto con cerebro escindido, a quien denominaban "PS". Después de la operación de seccionamiento sólo el hemisferio izquierdo podía hablar pero ambos hemisferios podían comprender el habla; posteriormente, el hemisferio derecho ¡aprendió también a hablar!

Evidentemente ambos hemisferios eran conscientes. Además, parecían ser conscientes por separado, ya que tenían diferentes gustos y deseos. Por ejemplo, el hemisferio izquierdo describía que su deseo era ser un dibujante y el derecho, ¡un piloto de carreras!

Si aceptamos que PS tiene realmente dos mentes independientes, entonces se nos presenta una curiosa situación. Presumiblemente antes de la operación cada sujeto con cerebro escindido poseía una sola conciencia; pero después hay dos. De algún modo, la simple conciencia original se ha bifurcado, pero ¿qué ha sucedido realmente? ¿Cuál de las conciencias de PS "es" el PS de antes de la operación?

Sin duda muchos filósofos desdeñarían la pregunta como carente de significado. Pero no parece haber modo operacional de decidir la cuestión. Cada hemisferio compartirá recuerdos de una existencia consciente antes de la operación y, sin duda, ambos afirmarán ser esa persona.

Fuente: Roger Penrose. <La mente nueva del emperador>

Jeroglíficos XXVI

El género gramatical en profesiones y oficios.

En el caso de las actividades, profesiones u ocupaciones, se debe utilizar el género femenino cuando esté desempeñado por una mujer siempre que sea posible, ya que una de las razones por las que no se suelen usar es porque la mujer, tradicionalmente, no había desempeñado estas tareas. Debemos guiarnos por los mecanismos morfológicos para su formación y empleo, y dejar de lado antiguos prejuicios sociológicos.

El género femenino se da en los nombres y en algunos pronombres, es rasgo inherente de las voces que designan personas del sexo femenino, animales hembra, seres inanimados y algunos conceptos abstractos.

Según el Diccionario de la Lengua Española, amparado por la RAE (organismo  regulador de nuestro idioma): 

• Los sustantivos terminados en "o" forman el femenino en "a", aunque en ocasiones se forman con la forma culta "isa", procedente del latín. En algunos casos permanecen invariables, como en aquellos que proceden de acortamientos.

Ejemplos:

  

Ingeniero/ingeniera. Ginecólogo/ginecóloga. Bombero/bombera. Médico/médica. Ministro/ministra. Arquitecto/arquitecta. 

y

Modelo, testigo. El/la fisio(terapeuta), otorrino(laringólogo/a).

• Los sustantivos terminados en "a" e "ista" se emplean para ambos géneros.

Ejemplos:

Atleta, astronauta, guía, policía, terapeuta, taxista, electricista, etc.

*Aunque para los primeros en algunos casos se emplea la forma culta en "isa" (como por ejemplo profetisa) y para los segundos existe una excepción, pues el masculino de modista es modisto.

• Los sustantivos terminados en "e", incluidos los terminados en "ante" o "ente", procedentes en su mayoría de los participios de presente latino, suelen emplearse para ambos géneros, aunque algunos de ellos sí tienen formas en femenino.

Ejemplos: 

Conserje, Orfebre. 

Alcalde/alcaldesa, héroe/heroína, jefe/jefa, sastre/sastra, Cacique/cacica.

Cliente/clienta, dependiente/dependienta, presidente/presidenta

Estudiante, dibujante, conferenciante, agente.

• Los sustantivos terminados en "i" o en "u" se emplean para ambos géneros.

Ejemplo:

El/la maniquí, saltimbanqui, gurú.

• Los sustantivos terminados en "y" que forman parte del léxico tradicional del español, como rey, se flexionan en femenino (como en el caso de la palabra reina), mientras que los que se han incorporado recientemente a nuestra lengua se emplean para ambos géneros.

Ejemplo: El/la yóquey.

• Los sustantivos terminados en "or" forman el femenino añadiendo una "a", o la terminación culta "triz", por venir de femeninos ya formados en latín.

Ejemplos:

Escritor/escritora, profesor/profesora, gobernador/gobernadora.

Emperador/emperatriz, actor/actriz.

• Los sustantivos terminados en "ar", "er", "ir"  o  "ur" se emplean para ambos géneros, con algunas excepciones que forman el femenino en "esa" o en "a".

Ejemplos:

El/la auxiliar, militar, ujier, mercader, faquir, augur.

Juglar/juglaresa.

• Los sustantivos agudos acabados en "n" y en "s" forman el femenino añadiendo una "a" (excepto para barón/baronesa e histrión/histrionisa, y rehén y edecán, que se emplean para ambos géneros).

• Los sustantivos llanos acabados en "n" y en "s" se emplean para ambos géneros.

Ejemplo: El/la barman.

• Los sustantivos terminados en "l" o "z" funcionan para ambos géneros, aunque algunos han desarrollado con éxito formas en femenino terminadas en "a".

Ejemplos:

El/la cónsul, corresponsal, timonel, capataz, portavoz.

Juez/jueza, aprendiz/aprendiza, concejal/concejala.

• Los sustantivos terminados en otras consonantes que no se han señalado en los apartados anteriores se emplean para ambos géneros, (excepto en abad/abadesa y huésped que, aunque actualmente se emplea para ambos géneros).

Ejemplo:

El/la chef, médium, pívot.

• Se emplean para ambos géneros los sustantivos que designan grados de la escala militar, los que designan por el instrumento al músico que lo toca y los compuestos que designan persona, sea cual sea su forma.

Ejemplo:

El/la soldado, sargento, cabo, brigada, teniente, capitán, etc.

El/la batería, corneta, contrabajo, etc.

El/la mandamás, sobrecargo, cazatalentos, sabelotodo, correveidile, etc.

• Si el sustantivo se acompaña de un adjetivo, ambos elementos deben ir en el mismo género, dependiendo del sexo del referente.

Ejemplo:

La primera ministra/el primer ministro

La primera ministro.

En conclusión, la RAE, a través del Diccionario de la Lengua Española, determina que las actividades, profesiones u ocupaciones si llevan género femenino.

fuente

Jeroglíficos XXV

Churrasco

Carne asada a la plancha o a la parrilla, dice el diccionario de la Academia, que le atribuye a churrasco un origen onomatopéyico. Aunque no lo aclara, tal vez la academia se refiera al sonido que produce la grasa al gotear sobre el fuego. 

Contrariando la etimología académica, Corominas afirma que churrasco se originó en una voz muy antigua, anterior a la presencia de los romanos en la Península Ibérica, que se mantiene viva en el vasco sukarra 'llamas de fuego', 'incendio', formada por su 'fuego' y karra 'llama'. Es probable que sukarra haya sobrevivido en la lengua prerromance que se formó hace más de un milenio al norte de la península, para dar lugar al dialecto castellano. 

En 1495 aparecía en uno de los primeros diccionarios castellanos, el de Nebrija, el verbo "socarrar", que en andaluz y en leonés evolucionó a churrascar. Corominas cita también el chilenismo churrasca 'hojuela de masa frita' y el regionalismo rioplatense churrasquear 'hacer carne a las brasas'. 

En Murcia y Almería se usa chuscarrar 'tostar ligeramente algo' y en Salamanca se llama churrusco a un 'pedazo de pan demasiado tostado'. En el Uruguay, por metátesis, se llama churrasco a un pedazo de carne apropiada para ser asada a las brasas, mientras que en la Argentina, hasta hace algún tiempo se llamaba coloquialmente churrasca a una mujer muy atractiva.

Fuente: Ricardo Soca.

Jeroglíficos XXIV

Del Big Bang al ADN...

Después de la gran explosión a partir de la cual surgió el vasto universo en el que existimos, según la teoría del Big Bang, la materia, de la que todos nosotros estamos hechos, se encontraba en su estado atómico más simple. 

A partir de aquel momento inicial, el incipiente cosmos comenzó a expandirse y a saturar el extenso vacío poblándolo de infinidad de átomos de hidrógeno; formados a partir de asociaciones casuales de partículas subatómicas primigenias como los quarks, los electrones y otras.

Instantes después de la gran explosión, los progenitores de la materia actual, es decir, los los átomos primitivos de hidrógeno dispersos, compuestos cada uno de ellos por un par simple de protón y electrón, comenzaron a acumularse en pequeños grumos aislados que crecieron exponencialmente hasta formar grandes depósitos de material que pronto se convirtieron en los precursores de las primeras estrellas. 

Debida a la acumulación, y en consecuencia al tremendo sobrepeso de tan gran cantidad de materia depositada sobre aquellos cúmulos estelares, la presión y la temperatura comenzaron a aumentar en los núcleos de aquellas estrellas nuevas de forma exponencial, llegando a ser tan extremadamente altas (millones de toneladas y grados) que los átomos simples de hidrógeno comenzaron a fundirse entre ellos dando lugar a átomos de un material nuevo más elaborado: el helio; cuyos átomos están compuestos por dos protones, dos neutrones y dos electrones. 

Átomo de helio

De la unión de aquellos dos tipos de átomos; hidrógeno y helio, surgieron otros cada vez más complejos, como el litio, el berilio, el bromo, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo, etc. De esta forma fueron apareciendo sucesivamente todos los elementos químicos hoy conocidos por el hombre; representados ordenadamente, con sus propiedades y características, en la consabida tabla periódica. 

Aquellas estrellas primigenias, surgidas hace ahora casi quince mil millones de años, se extinguieron con el tiempo o, dicho de otra forma “murieron”; como mueren todas las estrellas: explotando, y consiguientemente desperdigaron a lo largo y ancho del cosmos su materia estelar, la materia de la que estamos hechos todos los seres vivos: un sinfín de átomos de todos los elementos conocidos, los mismos que fraguaron (hace casi cinco mil millones de años) a nuestra estrella Sol y a sus ocho planetas, incluyendo a nuestra querida madre Tierra, e incluso a nosotros mismos.

ADN

Y… hablando de átomos, dispersos por el cosmos, o en cúmulos estelares y planetarios:

• Cuando un átomo simple de fósforo se enlaza con cuatro átomos de oxígeno, se produce un ion con estructura tetraédrica, conocido como grupo fosfato.

grupo fosfato

• Cuando cinco átomos de carbono se combinan con diez de hidrógeno y cinco de oxígeno, se forma algún tipo de isómero del grupo de las pentosas, como por ejemplo la ribosa, una aldopentosa que está presente en el ARN. Y, de ésta última, puede surgir de forma espontánea un glúcido insoluble, cuya disposición atómica da lugar a una molécula de un monosacárido (azúcar simple) muy especial, llamado desoxirribosa.

desoxirribosa

• Finalmente, cuando multitud de grupos fosfato se unen alineándose longitudinalmente, se forma una larga cadena cuyos eslabones son dichos grupos fosfato y de cada uno de los cuales penderá una pentosa que, a su vez, debe unirse por su lado libre a una base nitrogenada; la que en su momento le será asignada por la instrucción correspondiente del instructor mensajero encargado de realizar las copias de la vida. 

  

Las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos. Existen tres tipos de ellas, pero nosotros sólo hablaremos de dos: las purinas y las pirimidinas.

A la primera clase pertenecen: la adenina, formada por cinco átomos de carbono, cinco de hidrógeno y cinco más de nitrógeno (C5 H5 N5) y la guanina, que es idéntica a la adenina pero con un átomo adicional de oxígeno (C5 H5 N5 O).

La segunda clase comprende: la timina, formada por quince átomos en total, cinco de carbono, seis de hidrógeno, dos de nitrógeno y dos de oxígeno (C5 H6 N2 O2), la citosina, de trece átomos: cuatro de carbono, cinco de hidrógeno, tres de nitrógeno y uno de oxígeno (C4 H5 N3 O), y el uracilo, con cuatro átomos de carbono, cuatro de hidrógeno, dos de nitrógeno y dos de oxígeno (4C 4H 2N 2O). (Adenina, guanina, timina y citosina, están presentes en las cadenas de ADN. En el ARN se sustituye la timina por uracilo).

De esta forma, la primitiva asociación espontánea de cuarenta átomos, (uno más si la base nitrogenada es la Guanina y uno menos si es la Citosina) que fueron horneados hace miles de millones de años en las entrañas de alguna de las innumerables estrellas que pueblan, o poblaron, el firmamento; átomos de elementos tan comunes como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el fósforo, prodigiosamente reunidos en estructuras surgidas al azar en el pasado remoto, darán lugar a una organización más sorprendente aún y especialmente trascendental para la génesis de la vida; me estoy refiriendo al Nucleótido, (la pieza básica de la grandiosa molécula de ADN), que será utilizado como bit de información en el extenso código de instrucciones auto génicas que programan a cada célula para que se auto replique; e incluso, lo que aún es más milagroso, para que el organismo de la que es partícipe evolucione aprovechando esporádicos y escasísimos errores que se producen a veces en la copia del código, en beneficio propio y para perfeccionamiento y evolución de la especie de la que forma parte.

Estructura de un nucleótido

Como ya hemos dicho, en el ADN, cada bit de información está contenido en un nucleótido, y tendrá un valor entre cuatro posibles en función de la base nitrogenada que ese nucleótido lleve aparejada; a efectos de comprender el código representaremos esos valores por las letras, A, C, G, T, (correspondientes a las iniciales de cada una de las B.N.), de forma que la larga cadena de ADN estará escrita, toda ella, utilizando solamente las referidas cuatro letras, colocadas unas al lado de las otras como si de una línea de texto interminable se tratase.

Pues bien el código, en esa extensa línea de texto, consiste en formar bytes de tres bit o, lo que es lo mismo, palabras de tres letras.

Sabemos que con cuatro letras diferentes, tomadas de tres en tres. se pueden formar sesenta y cuatro grupos distintos. A cada uno de esos grupos de tres letras le llamaremos “triplete” (si hablamos de ADN) o “codón” (si se trata del ARN). 

Hay por tanto sesenta y cuatro codones posibles. El codón TAC es el codón de inicio, el que indica que en ese lugar comienza una frase, o instrucción de ADN, hay otros tres codones para representar el final de la secuencia, y el resto sirven para codificar cada uno de los veinte aminoácidos (Serina, Treonina, Cisteína, Asparagina, Glutamina, Tirosina, Glicina, Alanina, Valina, Leucina, Isoleucina, Metionina, Prolina, Fenilalanina,Triptófano , Ácido aspártico, Ácido glutámico, Lisina, Arginina e Histidina) cuya combinación da lugar a las proteínas.

Las proteínas son las biomoléculas más versátiles y diversas indispensables para la vida. Constituyen el ochenta por ciento de la materia viva de todas las células, además son imprescindibles para la génesis y el crecimiento del organismo por sus funciones biorreguladoras, ya que forman parte de las enzimas y de los anticuerpos.

Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, como la estructural (ej.: colágeno), inmunológica (anticuerpos), enzimática (Ej: sacarasa y pepsina), contráctil (actina y miosina). homeostática: colaboran en el mantenimiento del pH (ya que actúan como un tampón químico), transducción de señales (Ej: rodopsina), protectora o defensiva (Ej: trombina y fibrinógeno), etc, etc.

Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética , es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tienen nuestras células, nuestros tejido y, por tanto, todo nuestro organismo.

Pero si esta codificación de la que hemos estado hablando nos parece sorprendente, aún lo es más el increíble sistema inventado por la naturaleza para preservar ese código especial que porta la citada cadena de nucleótidos. 

Como cada una de las cuatro bases nitrogenadas (A,C,G,T) solo puede emparejarse con una de las otras en exclusiva, solo se pueden formar dos clases de parejas: la formada por la adenina al unirse con la timina, y viceversa (AT ó TA) y la de la citosina con la guanina (CG ó GC), sin embargo nunca pueden darse los emparejamientos AC, AG, TC, TG, CA, GA, CT ó GT.

Pues bien, en el ADN, no sólo existe la cadena de nucleótidos a la que hemos estado haciendo referencia hasta ahora, si no que para disponer de un sistema de seguridad y de corrección de posibles errores en el código, se forma otra cadena, idéntica a la primera, y ambas discurren paralelas y enrolladas entre sí en espiral, en una doble hélice formada por las dos hebras cuyos nucleótidos se enlazan, emparejándose de la única forma que pueden hacerlo, con sus parejas posibles; como explicamos anteriormente. De forma que, si se pierde o se destruye la base nitrogenada de un nucleótido cualquiera, es posible saber cual es el que se perdió, ya que a su nucleótido emparejado, el de la hebra paralela, sólo puede corresponderle una única pareja posible. 

Cuando cada una de las células de un organismo vivo se replica, las células hijas, en las que se divide, han de llevar en su interior una copia perfecta de las instrucciones de su célula madre. Para crear esa copia perfecta, la doble hélice de la célula madre se va separando trasversalmente de forma progresiva mientras un mecanismo especial de copia llamado ARN, el mensajero, va recorriendo una tras otra las bases nitrogenadas de uno de los dos filamentos desenrollados, dando, a la vez, las instrucciones necesarias a los organelos de la célula encargados de la replicación para que, utilizando los encimas y proteínas, materiales dispersos en el interior del citoplasma, se lleve a cabo la clonación bidireccional, en sentidos opuestos, de las dos nuevas cadenas, copias complementarias de las que están siendo leídas, que abandonarán la célula de la que han sido copiadas para constituir, a partir de la mitosis, el material genético de las nuevas células hijas, que a su vez repetirán el proceso de copia y división, una y otra vez, hasta que la célula se degenere y sea necesaria su apoptosis, o hasta que el organismo sea destruido.

Cada una de las células que conforman nuestros cuerpos son descendientes especializados de nuestra primera célula, la que surgió de la especialísima unión de dos ancestros sexuales que, tras fusionarse, reunieron en la cromatina de su núcleo un magistral manual de montaje compuesto por cuarenta y seis gruesos volúmenes de instrucciones (cromosomas) repletos de fórmulas y largas instrucciones (genes), veintitrés tomos provenientes de la colección materna y otros tantos heredados de la biblioteca paterna.
Esas particulares y personalísimas recetas de vida (alelos), están registradas en más de veinte mil parejas de fórmulas magistrales (genes), escritas en páginas a doble cara numeradas (locus).
En el proceso de fabricación de proteínas, durante la replicación de las células, el ARN lee esas recetas descritas en cada alelo del gen seleccionado en su locus correspondiente. Si la fórmula anotada para el proceso de fabricación es la misma en ambos alelos, sin duda la pondrá en práctica, pero si en cada alelo encuentra una fórmula diferente, en ese caso elegirá y pondrá en práctica siempre, la que esté escrita en mayúsculas, por ser ésta la dominante.

De esa forma tan especial está escrito y se perpetúa, copia tras copia, el manual de fabricación de cada ser vivo que existe en la naturaleza.

Jeroglíficos XXIII

Quarks. Encadenados en los abismos de la materia.

Richard Feynman, uno de los más grandes físicos del siglo XX, dijo una vez que si tuviera que resumir en una sola frase información científica suficiente para poder reconstruir la ciencia moderna, ésta sería: "Todo está hecho de átomos". Y, en efecto, los átomos y sus interacciones son los elementos básicos para entender las propiedades de la materia, aunque, aún a finales del siglo XIX, se discutía si se trataba de entidades reales o bien de un artificio formal cómodo para organizar las propiedades de los distintos elementos. Hace mucho tiempo que ya no hay discusión; se ven y hasta se manipulan delicadamente uno a uno. Los átomos son objetos tan minúsculos que habría que poner en fila del orden de 100 millones de ellos para cubrir un centímetro y, contrariamente a lo que su nombre sugiere, no son indivisibles. Su interior puede ser explorado con ayuda de "sondas" que "vean" sus componentes y nos transmitan información sobre sus propiedades. A principios del siglo pasado, con el descubrimiento de la radiactividad fue posible disponer de esas "sondas", a partir de algunas de las emisiones de los elementos radiactivos naturales, con resultados sorprendentes. Más del 99,9 por ciento de la masa del átomo estaba concentrada en un diminuto corpúsculo llamado núcleo, de diámetro unas cien mil veces más pequeño que el del propio átomo, cargado positivamente, mientras que la totalidad del volumen atómico estaba ocupada por una sutil nube de electrones cargados negativamente.

El núcleo, a su vez, resultó ser una aglomeración de partículas de dos tipos, protones y neutrones. ¿Eran éstos ya los componentes más elementales de la materia? Así lo creyeron algunos científicos en la primera mitad del siglo pasado, pero pronto se vio que, en los aceleradores de partículas, aparecían más y más corpúsculos de propiedades similares a las del protón y el neutrón que podían ordenarse en grupos, de forma parecida a lo que ocurrió con la tabla periódica de los elementos un siglo antes. En los años sesenta se disponía ya de una especie de tabla organizada de partículas "elementales", y de su estudio surgió la idea de que todas ellas podían ser el resultado de la interacción de otras más "elementales" todavía, nunca detectadas directamente. Murray Gellmann bautizó esas fantasmales entidades con el nombre de quarks, una palabra sacada delFinnegan's Wake de James Joyce. Los protones y los neutrones, junto con multitud de otros corpúsculos subatómicos, parecían estar hechos de quarks pertenecientes a dos clases distintas, llamadas u y d (por ejemplo, el protón está formado por dos u y un d), mientras que algunas otras requerían la existencia de una tercera clase, llamada s (de strange, extraño). Hoy sabemos que existen seis clases de quarks en la naturaleza, agrupados en tres familias de dos cada una. La primera, la formada por los quarks u y d, es la única presente en los núcleos de todos los átomos, mientras que las otras se encuentran formando parte de partículas inestables que se desintegran con gran rapidez.

Y la controversia acerca de la realidad de los átomos volvió a repetirse. Muchos científicos pensaron que los quarks no eran más que un artilugio formal, una metáfora útil para visualizar las propiedades de las partículas realmente existentes. Otros creyeron que eran corpúsculos reales aunque no fuera posible detectarlos directamente. Y, de nuevo, la cuestión sólo pudo resolverse explorando el interior de las partículas con una "sonda" capaz de llegar hasta sus componentes. Dicha "sonda" no estuvo lista hasta 1968 y consistió en un haz de electrones muy energéticos que penetraban profundamente en los protones y parecían comportarse como si interaccionaran con partículas mucho más pequeñas y elementales, situadas en su interior, que resultaron ser los quarks sugeridos por el estudio de las agrupaciones de las partículas visibles.

Dicha identificación no estuvo exenta de dudas. Seguían sin aparecer quarks libres y no parecía posible aislar uno de ellos. Desde luego, era mucho menos fácil que sacar un electrón de un átomo, o un neutrón de un núcleo atómico, lo cual implicaba que la interacción que los mantenía pegados debía ser muy fuerte. Pero los resultados experimentales mostraban que, cuando los electrones "ven" a los quarks en el interior de un protón, éstos parecen casi libres, con una muy débil interacción mutua. Era como si el protón fuera un grupo de presos, los quarks, ligados entre sí por grilletes. Cuando se encuentran a distancias pequeñas en comparación con la longitud de los grilletes, sus movimientos son los mismos que los de las personas libres, pero los grilletes impiden que se alejen demasiado unos de otros. Su libertad es ilusoria y se reduce a un pequeño territorio. Pueden desplazarse largos recorridos, del mismo modo que un protón se desplaza como un todo, pero siempre juntos. Los quarks parecen moverse sin dificultad en distancias menores que el tamaño del protón, pero ha sido imposible hasta ahora separar a uno de ellos de forma individual.

La teoría que se había ido construyendo para describir las interacciones entre quarks resultó ser muy compleja. Pero en 1973 David Gross, Frank Wilzcek y David Politzer, los dos últimos eran jóvenes estudiantes de 22 y 24 años respectivamente, consiguieron demostrar que la estructura de la teoría y las leyes de la física cuántica que gobiernan el mundo subatómico implican que cada quark "siente" la interacción de los que forman el "grupo" que constituye una partícula, tres en el caso del protón, con una intensidad que disminuye cuando se acercan y crece cuando se alejan. Es la llamada "libertad asintótica", por la que fueron galardonados con el Premio Nobel de Física el año 2004.

Nadie ha demostrado todavía que el confinamiento de los quarks es absoluto y que, por muy grande que sea la energía que le transmitamos, nunca podremos ver uno de ellos separado de sus compañeros de cautiverio. En 1977, un prestigioso físico experimental, M. W. Fairbank, y sus colaboradores intentaron detectar quarks libres fijándose en una seña de identidad única: su carga es una fracción de la carga del electrón mientras que cualquier otro objeto tiene una carga que es un múltiplo entero de dicha carga. Justamente, las agrupaciones de quarks para formar protones u otras partículas son tales que la carga total cumple siempre esta condición; un quark aislado, por el contrario, tendría carga fraccionaria. Así, intentaron medir con gran precisión la carga de diminutas esferas metálicas, en una reedición perfeccionada del experimento que permitió, a principios del siglo XX, determinar la carga del electrón. El resultado publicado fue positivo; parecían existir cargas libres. Pero, a pesar de todos los intentos posteriores y la gran variedad de experimentos diseñados a este fin, nadie ha podido corroborar el resultado de Fairbank, por lo que la opinión generalizada es que se trata de una mala interpretación de los datos o un efecto indeseado del dispositivo experimental. No parece que los quarks puedan liberarse de sus ataduras y es posible que nunca detectemos uno separado de sus socios en una partícula "ordinaria". Sin duda existen, y sus propiedades individuales están bien definidas, pero no pueden desembarazarse de la pegajosa interacción que los mantiene unidos a sus compañeros.

Desafortunadamente, es muy poco probable que este tipo de conocimientos tenga algún día una utilidad "práctica" directa; yo diría que es tan improbable como que seamos capaces de sacar a un quark de su rincón, aunque, como toda investigación genuina, propone objetivos experimentales que tienen un impacto tecnológico positivo. El inmenso esfuerzo intelectual invertido en este tipo de ciencia es parte de un largo proceso iniciado por los pensadores griegos que hace dos mil quinientos años empezaron a especular con la idea de que la complejidad aparente de la naturaleza podía desentrañarse en base a componentes simples y a leyes inteligibles y expresables matemáticamente. Un proceso que no terminará nunca.

Fuente: Artículo de EL PAÍS, Cayetano López catedrático de Física y ex rector de la Universidad Autónoma de Madrid.

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