Hadrón es un Barión

El encendido del más formidable instrumento creado en la historia, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) con sus 27 kilómetros de magnetos para estrellar hadrones, plantea la pregunta inmediata, ¿y qué es un hadrón? Son partículas no elementales, es decir compuestas, pero las mismas también pueden llamarse bariones, nucleones, etc. Hagamos pues un repaso de la nomenclatura, algo confusa porque se entrecruzan categorías. Comencemos por las partículas más ligeras.

Leptones. Del griego leptós: delgado. Cinco siglos antes de Cristo, Demócrito propuso que el último elemento de la naturaleza debía ser tan pequeño que resultara indivisible. Lo llamó por eso mismo “átomo”. La “a” es negativa, como en “afónico”, sin voz; y “tomo” viene del verbo cortar, que también nos da tomografía: imagen en corte. El español ha formado una expresión semejante a partir del latín: “in-dividuo”, el no dividido: persona. Todavía en griego moderno, “átomo” es persona. Si en el hotel le preguntan ¿Una átomo?, no hablan de física: preguntan si el cuarto es para una sola persona. Con Demócrito llegó la humanidad a la perfecta explicación materialista del universo: átomos y vacío, materia y nada.

Pero dos mil 500 años después de Demócrito, en 1897 y en el laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, Joseph John Thompson descubrió que el átomo sí era divisible y estaba compuesto por cargas positivas y negativas. En 1897 realizó el experimento que lo llevo a concluir que había una partícula a la vez componente del átomo y de la electricidad. Los llamó “corpúsculos de electricidad”, y de ahí el nombre electrón. A su vez la electricidad debía su nombre al descubrimiento, desde la antigüedad griega, de que se producía al frotar ámbar, que se dice ílectro (o électro).

Luego el núcleo del átomo también resultó compuesto. En 1910 y again en el Laboratorio Cavendish, Ernest Rutherford descubrió que no era elemental al dispararle partículas aceleradas y verlas rebotar en diversos ángulos. Fue el primer caso en que se empleó la aceleración de partículas para sondear el átomo y magnetos para determinar el tipo de carga eléctrica: lo que el pasado miércoles 10 alcanzó su máxima talla: 27 kilómetros de magnetos en círculo. Con el “modelo 1910 del LHC” Rutherford descubrió los componentes del núcleo con carga positiva, o protones (del griego protos: primero). En 1932 James Chadwick descubrió otros componentes del núcleo, que no se desviaban con magnetos y por ende eran de carga eléctrica neutra. Ya habiendo electrones y protones en la familia atómica fue sencillo llamarlos neutrones.

“Muones, electrones y neutrinos pertenecen a la clase llamada leptones”, señala Steven Weinberg (The discovery of subatomic particles, p. 166). También la partícula tau, descubierta en el acelerador lineal de Stanford.

Mesones. Del griego mesos: intermedio, mediano, son partículas compuestas, el pi también se llama pion,

Bariones. Del griego bary: pesado. También son compuestas. Son bariones el protón y el neutrón.

Nucleones. Son bariones en el núcleo del átomo, como los protones y neutrones.

Hadrones. El conjunto de los mesones y bariones se conoce como hadrones (del griego hadrón: fuerte, grande) porque están compuestos por otras partículas elementales (quizá…) los quarks, a su vez pegados con gluones (de glue: pegamento en inglés), y porque en ellos se expresa la fuerza nuclear fuerte. En 1968, al disparar electrones contra protones y neutrones, ocurrió algo similar a lo que había observado Rutherford: electrones de alta velocidad disparados contra hadrones rebotaban en ángulos que sugerían estructura interna. Murray Gell-Mann y George Zweig, del Caltech, propusieron de forma independiente que también el protón y el neutrón eran compuestos. A esas partículas internas de los hadrones Gell-Mann las llamó quarks, rara palabra sin sentido de Joyce.

Con excepción de las partículas que transportan energía (bosones) como los fotones, y de los leptones (electrones, muones, neutrinos), las partículas subatómicas conocidas son hadrones. Con los primeros aceleradores de partículas, como el Bevatrón de Berkeley, las colisiones de protones a velocidades cada vez más altas dieron nuevas partículas. Fueron recibiendo diversas letras griegas conforme su familia creció: hadrón ro, omega, ita, fi, delta, etc. “Piones, protones y neutrones pertenecen a la clase de partículas conocida como hadrones, que se distinguen por participar en las interacciones nucleares fuertes”. Weinberg, op. cit.

Fermiones. En honor a Enrico Fermi. Son todas las partículas anteriores, caracterizadas porque no pueden ocupar un mismo estado cuántico.

Bosones. En honor a Satyendra Nath Bose. Incluyen a los quanta de energías: el fotón del electromagnetismo (la luz es su expresión más conocida), la fuerza nuclear fuerte, la débil, la gravitación. No hay límite para cuántos ocupen un mismo estado cuántico.

“Tu existencia es oro puro pero la sociedad se ha encargado de esconderla” (Abel Desestress)