CONSTRUYENDO EL COSMOS. EL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS.

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Todas las cosas que percibimos en la naturaleza son susceptibles de ser divididas en trozos muy pequeños. Esos trozos, los más diminutos que seáis capaces de conseguir, están hechos de moléculas, que son los pedacitos más chicos en los que podéis trocear cualquier objeto que tengáis a la mano y que, aunque os resulten invisibles a simple vista, mantienen todas las propiedades químicas de la sustancia de la que proceden. Si machacáis por ejemplo un grano de sal común hasta convertirlo en polvo finísimo, observaréis (al microscopio) las moléculas que lo componen; esto es, los fragmentos más pequeños de sal común machacada que pueden seguir llamándose cloruro de sodio porque aún son sal y, por tanto, mantienen todavía su capacidad de sazonar vuestra comida.

Existen infinidad de moléculas en la naturaleza, tantas como materiales seáis capaces de observar. Cualquier cosa que podáis ver, oír, oler, gustar o tocar, esté hecha de células, plásticos, maderas, gomas, minerales, metales, cartón… o de lo que sea, está construida, sin lugar a dudas, con infinidad de moléculas unidas las unas a las otras a modo de piezas de un lego miniatura.

Aunque, si sois obstinad@s y decidís fragmentar también esas moléculas mediante las técnicas adecuadas para comprobar de qué están hechas, advertiréis que están formadas a su vez por piezas aún más pequeñas a las que llamamos átomos. En nuestro experimento, conformando los residuos de la destrucción del puñado de sal común que hemos atomizado, encontraremos átomos individuales de cloro y de sodio, los mismos que antes de ser segregados permanecían fuertemente unidos mediante enlaces iónicos y daban lugar a esas pequeñas estructuras con forma de dado a las que llamamos granos de sal.

Como decíamos antes, existen infinidad de moléculas distintas en el universo, pero todas y cada una de ellas están hechas de combinaciones del, apenas, centenar de átomos diferentes que existen en el cosmos. Y a su vez esos noventa y pico tipos de átomos distintos, que pueden encontrarse en la naturaleza, están hechos todos ellos de lo mismo, de dos tipos de partículas elementales, infinitamente pequeñas e insustanciales, nos estamos refiriendo por supuesto a los electrones y a los quarks.

Para construir el átomo más simple (el de hidrógeno), necesitamos tomar tres quarks; dos del tipo que los científicos llaman Up, que poseen una carga eléctrica positiva de 2/3,  y uno del tipo Down, cuya carga eléctrica negativa es -1/3. Y después entrelazar esta triada de quarks mediante gluones (unas partículas casi virtuales que aparecen y desaparecen constantemente y que imposibilitan a los quarks que puedan separarse), de esta forma habremos construido un protón; que, como habéis podido comprobar aritméticamente, tiene carga eléctrica de valor positivo uno, pues [2/3+2/3-1/3] = [4/3 – 1/3] = 1. 

Una vez construido el protón, para obtener el átomo simple de Hidrógeno en ciernes, solo nos resta añadir un electrón; partícula archiconocida de la familia de los leptones. La cual, por tener carga eléctrica -1, será atraída indefectiblemente por el protón. De esta forma habremos obtenido un átomo, cuyo núcleo estará ocupado por un protón, al que orbitará plácidamente el pequeñísimo electrón. 

Pero existe otro trío posible de quarks, el constituido por dos Down y uno Up, que al unirse, en vez de formar un protón, dan lugar a un neutrón. Como podéis comprobar aritméticamente también, dos quarks Down, cuyas cargas son -1/3 y -1/3, sumados al quarks Up, cuya carga es +2/3, dan lugar a una partícula nueva, cuya carga eléctrica neta es 0; o sea neutra; de ahí el nombre de neutrón.

Y sucedió hace mucho tiempo, durante los primeros instantes de formación del Universo hace ahora trece mil setecientos treinta millones de años, que la sopa primigenia del incipiente cosmos, que hervía a billones de grados Kelvin a causa del indescriptible frenesí de la energía, tras brevísimos instantes comenzó a enfriarse y, al hacerlo, la energía comenzó a condensarse formando electrones y quarks que flotaban por doquier (como cuando en vuestra sala de baño, el etéreo vapor de agua se posa en la superficie fría del espejo condensándose en forma de gotas de agua tangibles). Instantes después, debido a las abundantes y continuadas colisiones entre quarks, se formaron muchos protones y muchos neutrones, aunque gran parte de estos útlimos, por que son muy inestables en estado libre, pronto se convirtieron en protones, emitiendo en el proceso electrones y otras partículas. 

Entre trescientos y cuatrocientos mil años después de que la cuarta dimensión (el tiempo) comenzase a existir, el Universo se había enfriado ya lo suficiente para que los protones atrajesen a los electrones y se formasen así los átomos prístinos de Hidrógeno. Pero, como seguía habiendo muchas partículas sueltas por todos lados, muchos de esos átomos de hidrógeno recién forjados chocaban de vez en cuando con algún neutrón suelto al que atrapaban y entonces se formaban átomos diferentes de hidrógeno con un neutrón añadido; a estos átomos distintos de hidrógeno, por poseer dos partículas nucleares, los científicos les han dado el nombre de Deuterio. 

Y, como todavía seguía habiendo muchos protones y neutrones sueltos, algunos de los flamantes átomos de Deuterio comenzaron a chocar también con otros neutrones, dando lugar a nuevos y más pesados átomos de hidrógeno a los que, esta vez, por portar 3 partículas en sus núcleos, los científicos les asignaron el nombre de Tritio.

Otros átomos de Deuterio, sin embargo, atraparon un protón, gestando así, en vez de átomos de Tritio, átomos de otro elemento, al que hoy se conoce como Helio; más concrétamente Helio 3, pues contiene dos protones y un neutrón.

No obstante continuaron las colisiones y sucedió que, algunos átomos de Tritio capturaron un protón y algunos otros de Helio 3 capturaron un neutrón, dando lugar, en ambos casos, a la formación de un nuevo y genuino elemento; el segundo de la Tabla Periódica: el Helio 4 o helio común, construido con dos protones, dos neutrones y dos electrones.

El resto de elementos químicos naturales conocidos se construyó muchos años después gracias a la nucleosíntesis estelar, sumando y ensamblando protones, neutrones y electrones en las entrañas de los poderosísimos hornos nucleares a los que llamamos estrellas. Mediante dicha adición, se formaron, y se siguen formando y desparramándose por el cosmos cada vez que explota un astro, átomos cada vez más grandes; como los de Oxigeno, Nitrógeno, Carbono, Sodio, Aluminio, Hiero, Plata, Oro, Estaño, Xenón, Oro, Plomo ...,  hasta llegar al elemento número 92: el Uranio, que está construido con 92 electrones, 92 protones y 146 neutrones. 

Por cierto, una aclaración para los que os preguntáis por qué hay tantos neutrones en los átomos. Los protones, por tener carga eléctrica positiva, no se sienten cómodos estando tan apiñados en los núcleos (es bien sabido que cargas eléctricas del mismo signo se repelen y de distinto signo se atraen), por ello tienden a separarse y son los neutrones los que, mediante el intercambio de otras partículas llamadas piones, apaciguan los ánimos segregacionistas de los protones confiriendo estabilidad a los núcleos.

Posdata: 

Para que os hagáis una idea de los tamaños de las partículas, debéis saber que en un milímetro caben “hombro con hombro” diez millones de átomos; que un protón y un neutrón son cien mil veces más pequeños que su propio átomo; y que los electrones y los quarks, aunque en realidad sean ondas de energía vibrante, pueden ser considerados como partículas puntuales, es decir, puntos adimensionales infinitamente pequeños. 

Y, a poco que os paréis a reflexionar sobre estas cuestiones, llegaréis a la chocante y abstrusa conclusión de que los electrones son tan pequeños que casi no existen; y que los protones y los neutrones, que están hechos de quarks puntuales, son también entidades huecas y "casi" vacías. 

De ello puede inferirse que, ya que los átomos, única energía materializada que constituye todo cuanto nos rodea, están casi absolutamente (por no decir absolutamente) VACÍOS, en realidad, la materia conocida, de la que nuestro mundo está hecho, apenas existe. 
La existencia es producto exclusivo de la conciencia, inteligencia, espíritu…, o como se le quiera llamar, que evoluciona a través del espacio-tiempo paralelamente a la expansión de la materia-energía en nuestro Universo conocido. 

¡¡¡ La existencia es solo una ilusión -ilusionante- para quienes tenemos la suerte de experimentarla!!!

Escrito por Dimas Luis Berzosa Guillén.