1911 en Manchester, un laboratorio oscuro Ernest Rutherford está a punto de destruir todo lo que la humanidad creía saber sobre la materia, tiene una lámina de oro extremadamente delgada, tan delgada que la luz pasa a través de ella, y un cañón que dispara a partículas alfa, núcleos de helio a velocidades brutales. El experimento es simple, casi aburrido, disparas las partículas contra el oro, cuentas cuantas pasan, cuántas se desvían, confirmas que el átomo es una esfera sólida de carga positiva con electrones incrustados como pasas en un pudín.
Rutherford dispara la mayoría de las partículas, atraviesan el oro como si no hubiera nada ahí exactamente como se predijo, pero una de cada 8.000, una de cada 8.000, rebota completamente 180 grados. Como si hubiera chocado contra algo infinitamente duro. Rutherford dijo más tarde: Fue como si dispararas un proyectil de 15 pulgadas contra un pedazo de papel de seda y rebotara y te golpeara en la cara. Imposible, completamente imposible. A menos que, a menos que todo lo que pensábamos sobre la materia fuera mentira. A menos que los átomos no fueran esferas sólidas. A menos que fueran otra cosa, algo que nadie había imaginado, algo que contenía prácticamente toda su masa en un punto diminuto en el centro. Un núcleo rodeado de nada, espacio vacío.
Ese experimento, ese único experimento cambió todo y empezó una cacería una obsesión científica que duraría cien años una pregunta que se volvió más profunda más extraña más imposible con cada respuesta que encontrábamos de que está hecho ese núcleo primero pensamos protones partículas sólidas con carga positiva error luego protones y neutrones dos tipos de partículas fundamentales error cada vez que pensábamos que habíamos llegado al fondo cada vez que creíamos haber encontrado los bloques de construcción indivisibles de la realidad descubríamos que había algo más profundo algo más pequeño algo más extraño hasta que llegamos a 1968 Stanford California un grupo de físicos dispara electrones contra protones a energías que nunca se habían alcanzado antes esperan confirmar que los protones son partículas fundamentales sólidas indivisibles los datos que obtienen no tienen ningún sentido los electrones rebotan como si estuvieran golpeando cosas diminutas dentro del protón como si el protón tuviera estructura interna como si estuviera hecho de algo más pequeño y entonces alguien recuerda una teoría loca de un físico llamado Murray Gell-Man una teoría tan extraña que casi nadie la tomó en serio cuando fue propuesta una teoría sobre partículas que llamó quarks tomando el nombre de una novela absurda de james Joyce partículas que nunca puedes aislar que nunca pueden existir solas que están atrapadas para siempre dentro de protones y neutrones por una fuerza tan violenta que cuanto más intenta separarlas más fuertes se vuelve los datos de Stanford encajan perfectamente con esa teoría loca los quarks son reales y con ese descubrimiento con esa revelación de que habíamos estado equivocados sobre la naturaleza fundamental de la materia comenzó el verdadero descenso porque resulta que los quarks no tienen tamaño literalmente son puntos matemáticos sin extensión espacial no ocupan espacio y resulta que la masa de un protón el 99% de esa masa no está en los quarks está en la energía en los campos de fuerza que los mantienen unidos y resulta que hay una fuerza ahí dentro una fuerza tan poderosa que hace que el electromagnetismo parezca un juego de niños una fuerza que es cien veces más fuerte que cualquier otra fuerza del universo una fuerza que funciona exactamente al revés de todo lo que conocemos que se vuelve más débil cuando las cosas están cerca y más fuerte cuando se alejan una fuerza que si pudieras liberarla completamente si pudieras meter tu dedo dentro de un núcleo atómico y tocar esa energía vaporizaría media ciudad esa fuerza te está manteniendo Unido ahora mismo cada segundo cada momento de tu vida sin ella te disolverías en una nube de partículas en menos de una billonésima de segundo y ni siquiera sabíamos que existía hasta hace 90 años durante las próximas dos horas dos horas completas vamos a explorar el núcleo atómico no la versión simplificada que te enseñaron en el colegio la versión real la completa la aterradora vamos a descender desde protones y neutrones hasta quark y gluones hasta campos cuánticos que aparecen y desaparecen de la existencia hasta una física tan extraña que desafía toda intuición humana te voy a mostrar evidencia experimental datos del CERN, del acelerador de partículas más poderoso jamás construido un túnel de 27 kilómetros donde protones colisionan a 99,99% de la velocidad de la luz te voy a explicar por qué la materia estable solo puede existir con exactamente 3 quarks, no 2, no 4, 3 y si intentas romper esa regla, el universo simplemente crea nuevos quarks de la nada y al final cuando hayamos visto toda la física toda la evidencia todos los descubrimientos que nos llevaron a donde estamos hoy vamos a hablar de lo que todo esto significa porque resulta que el 99,99% de ti ese espacio vacío y energía de campo solo el 0,01% es materia en el sentido tradicional y ese 0,01% está hecho de partículas que no tienen tamaño que no ocupan espacio que están en todos los lugares a la vez hasta que las observas entonces qué significa existir qué significa ser tú esas preguntas no son filosofía abstracta son las consecuencias directas de la física del núcleo atómico y las respuestas van a cambiar como te ves a ti mismo bienvenido al 0,01% que realmente eres empecemos aquí viene algo que probablemente nunca te enseñaron en el colegio y es la base de todo lo que vamos a explorar vivimos en una simulación no una simulación tipo Matrix con computadoras sino una simulación construida por tu cerebro cada segundo de cada día tu cerebro está creando una realidad que bueno técnicamente es mentira déjame mostrarte lo que quiero decir toca la mesa frente a ti o la silla en la que estás sentado sientes solidez verdad resistencia tu cerebro interpreta esa sensación como estoy tocando algo sólido pero eso no es lo que está pasando tus átomos nunca tocan los átomos de la mesa nunca lo que sientes es repulsión electromagnética los electrones en la superficie de tus dedos se repelen con los electrones en la superficie de la mesa es como dos imanes con el mismo polo enfrentándose. Se empujan pero nunca se tocan nunca has tocado nada en tu vida cada abrazo que has dado cada mano que hace estrechado cada beso técnicamente hubo siempre una distancia microscópica entre tú y la otra persona tus átomos y sus átomos jamás entraron en contacto directo toda tu experiencia de solidez es tu cerebro interpretando fuerzas electromagnéticas de repulsión como contacto físico porque te miente así tu cerebro porque es útil porque si tuvieras que pensar conscientemente estoy experimentando repulsión electromagnética cada vez que agarras una taza de café no sobrevivirías el cerebro evolucionó para darte atajos modelos simplificados de la realidad que son lo suficientemente precisos para mantenerte vivo pero no son verdad son aproximaciones útiles sí pero aproximaciones al fin y al cabo y esto es solo el principio porque cuando bajamos al nivel del núcleo atómico la brecha entre lo que experimentas y lo que realmente está pasando se vuelve un abismo si has llegado hasta aquí ya eres diferente del 90% de la gente la mayoría se queda con la versión simplificada nunca cuestionan la solidez tú sí y eso te pone en un camino hacia una comprensión más profunda de la realidad volvamos a ese átomo del tamaño del estadio Bernabéu necesito que realmente visualices esto no es una metáfora es una representación a escala real de las proporciones el núcleo una canica en el centro del campo los electrones puntos microscópicos girando en las gradas más altas a 124 m de distancia todo lo demás nada vacío absoluto si un átomo fuera del tamaño de ese estadio podrías caminar desde las gradas hasta el centro del campo y no te encontrarías con nada solo espacio vacío ahora piensa en tu mano otra vez está hecha de billones y billones de átomos y cada uno de esos átomos es 99,99% espacio vacío matemáticamente si pudieras eliminar todo ese espacio vacío de todos los átomos de todos los seres humanos en la Tierra todos los 8.000 millones de nosotros cabríamos en un cubo de azúcar, un cubo de azúcar toda la humanidad cada persona que ha vivido está viviendo o vivirá si eliminas el espacio vacío somos prácticamente nada pero espera aún no hemos llegado a la parte verdaderamente alucinante porque ese cubo de azúcar esa canica en el centro del estadio ese núcleo atómico que contiene prácticamente toda tu masa tampoco es sólido y aquí es donde la historia se pone realmente interesante déjame contarte como descubrimos esto porque es una de las historias más fascinantes de la ciencia del siglo XX 1911, en Manchester Inglaterra un físico neozelandés llamado Ernest Rutherford está haciendo un experimento que parece una tontería está disparando partículas alfa básicamente núcleos de helio contra una lámina de oro extremadamente delgada la predicción las partículas deberían atravesar el oro como si nada porque en ese momento el modelo del átomo era el modelo del pudín de pasas se pensaba que el átomo era una esfera sólida de carga positiva con electrones incrustados como pasas en un pudín si ese modelo fuera correcto las partículas alfa atravesarían la lámina sin apenas desviarse como disparar una bala a través de una cortina pero no fue eso lo que pasó la mayoría de las partículas sí atravesaron tal como se esperaba pero una de cada 8.000 una de cada 8.000 rebotó completamente 180 grados como si hubiera chocado contra algo increíblemente denso y pequeño Rutherford dijo más tarde. Fue como si dispararás un proyectil de 15 pulgadas contra un pedazo de papel de seda y rebotara y te golpeara imposible completamente imposible según el modelo del pudín de pasas a menos que a menos que toda la masa del átomo estuviera concentrada en un punto diminuto en el centro un núcleo y el resto fuera espacio vacío ese experimento destruyó nuestro modelo de átomo y creó uno nuevo el modelo planetario electrones orbitando un núcleo central denso como planetas alrededor del Sol excepto que ese modelo también estaba equivocado pero eso es otra historia lo importante es el núcleo Rutherford acababa de descubrir que había algo ahí algo pequeño algo increíblemente denso algo que contenía prácticamente toda la masa del átomo pero qué era durante veinte años la respuesta fue protones el núcleo está hecho de protones partículas con carga positiva y los electrones orbitan alrededor problemas los números no cuadraban del hidrógeno tiene un protón y un electrón perfecto el helio debería tener dos protones y dos electrones pero el helio pesa cuatro veces más que el hidrógeno nodos algo faltaba 1932 James Chadwick descubre el neutrón una partícula sin carga eléctrica que vive en el núcleo junto a los protones tiene aproximadamente la misma masa que un protón y ahora los números cuadran el helio tiene dos protones y dos neutrones cuatro partículas cuatro veces la masa del hidrógeno problema resuelto durante los siguientes treinta años esa fue la historia el átomo está hecho de protones neutrones y electrones las tres partículas fundamentales de la materia los bloques de construcción indivisibles del universo caso cerrado excepto que no porque en 1968 un grupo de físicos en Stanford hizo un experimento un experimento similar al de Rutherford pero mucho mucho más poderoso dispararon electrones a velocidades cercanas a la luz contra protones y lo que descubrieron lo que vieron en los datos cambió todo los electrones rebotaban pero no como si estuvieran golpeando una esfera sólida rebotaban como si estuvieran golpeando cosas pequeñas dentro del protón como si el protón la supuesta partícula fundamental e indivisible estuviera hecha de cosas más pequeñas cosas que nadie había visto jamás cosas que según la teoría de la época no deberían existir cosas a las que un físico excéntrico llamado Murray Gell-Man había dado un nombre ridículo tomado de una novela de James Joyce las llamó quarks y con ese descubrimiento con esa revelación de que los protones y neutrones no son fundamentales comenzó el verdadero descenso al corazón de la materia a partir de ahora vas a aprender cosas sobre física de partículas que el 95% de graduados universitarios no saben no porque sea complicado aunque lo es sino porque nadie se toma el tiempo de explicarlo bien presta atención porque esto es oro puro quarks antes de continuar necesito aclarar algo porque la palabra quark suena graciosa suena casi infantil y eso hace que la gente no se tome en serio lo que representan pero los quarks son posiblemente el descubrimiento más profundo sobre la naturaleza de la materia que jamás hayamos hecho déjame explicarte porque un protón no es una cosa no es una bolita dura es un sistema un sistema dinámico hecho de tres quarks unidos por una fuerza tan poderosa que literalmente no puede separarlos nunca no importa cuanta energía uses y aquí está la primera locura esos 3 quarks no son la mayor parte de la masa del protón. Espera, leelo otra vez, porque esto es contraintuitivo hasta la médula. Un protón está hecho de tres quarks pero la masa de esos tres quarks solo representa el 1% de la masa total del protón 1%, el otro 99% energía pura, energía de los campos que mantienen unidos a los quarks e igual a mc². La masa es energía, la energía es masa, no son cosas diferentes. Son la misma cosa manifestándose de formas diferentes. Y en el núcleo de un átomo en las entrañas de un protón eso no es filosofía es literal el 99% de tu masa de la masa que hace que peses lo que pesas cuando te subes a una báscula, no es materia es energía congelada eres luz atrapada pero volvamos a los quarks porque esto se pone más extraño. Los quarks vienen en seis típos los físicos los llaman sabores y los nombres son absolutamente ridículos. Up, down, charm, strange, top y botom, arriba, abajo, encanto, extraño, cima y fondo. ¿Por qué esos nombres?. Porque los físicos tienen un sentido del humor terrible. O porque cuando descubres partículas subatómicas puedes llamarlas como te de la gana, de esos seis sabores solo 2 importan para la materia estable. Up y down, un protón,2 quarks up, 1 quark down, un neutrón 1 quark up, 2 quarks down, eso es todo toda la materia visible del universo todas las estrellas planetas galaxias tu cuerpo. Este dispositivo que estás usando para ver esto está hecha de combinaciones de 2 tipos de quarks. Los otros 4 sabores, charm, strange, top, y botom. solo existen en colisiones de alta energía se crean existen durante una fracción microscópica de segundo y se desintegran no son estables no forman parte de la materia cotidiana solo up y down solo dos y aquí viene algo verdaderamente alucinante recuerdas que dije que los quarks no tienen tamaño no estaba siendo metafórico un quark según nuestras mejores mediciones es un punto un punto matemático sin extensión espacial cero dimensiones no ocupa espacio como puede algo que no ocupa espacio o tener masa como puede existir bienvenido a la física cuántica donde las preguntas obvias tienen respuestas que rompen tu cerebro la respuesta corta es el campo de Higgs pero esa es otra historia que nos desviaría demasiado por ahora acepta esto los quarks son puntos sin tamaño que tienen masa y carga eléctrica y están unidos por una fuerza una fuerza que hace que el electromagnetismo parezca un fuego de niños pero antes de hablarte de esa fuerza antes de rebelarte como funciona necesito que entiendas un problema un problema gigantesco que confundió a los físicos durante décadas los quarks up tienen carga eléctrica positiva los quarks up tienen carga de +2/3, los quarks down tienen carga de -1/3 si metes dos quarks up y un quark down en un protón estás comprimiendo cargas positivas netas en un espacio mil billones de veces más pequeño que un cabello humano las cargas del mismo signo se repelen eso es física básica pones dos imanes con el mismo polo juntos se empujan pones cargas positivas juntas se repelen y la fuerza electromagnética de repulsión a esas distancias es bueno es incomprensible es una fuerza que debería vaporizar el protón instantáneamente entonces por qué no lo hace qué fuerza es tan poderosa que puede superar la repulsión electromagnética entre quarks comprimidos en un espacio absurdamente pequeño esa fuerza tiene un nombre se llama fuerza nuclear fuerte y es la cosa más extraña del universo la fuerza nuclear fuerte déjame darte algunos números para que entiendas de que estamos hablando la fuerza electromagnética la que hace que dos imanes se atraigan o se repelan tiene una cierta intensidad llamémosla uno la fuerza nuclear débil la responsable de la radiactividad es una millonésima a veces más débil que la electromagnética la gravedad la fuerza que mantiene tus pies en el suelo y la Tierra orbitando el sol es diez a la treinta y nueve veces más débil que la electromagnética eso es un uno seguido de 39 ceros es ridículamente débil la fuerza nuclear fuerte la que mantiene unidos a los quarks es cien veces más fuerte que la electromagnética cien veces más fuerte es la fuerza más poderosa conocida en el universo y ni siquiera está cerca de las demás pero aquí está la parte verdaderamente extraña la parte que hace que la fuerza nuclear fuerte sea completamente diferente de cualquier otra fuerza que conozcas todas las fuerzas que experimentas en tu vida diaria se vuelven más débiles con la distancia sujetas un imán cerca de un clip atracción fuerte alejas el imán la atracción disminuye gravedad estás cerca de la Tierra pregravedad fuerte te alejas al espacio gravedad débil más distancia es igual a menos fuerza. Eso es intuitivo. Tiene sentido. La fuerza nuclear fuerte hace exactamente lo opuesto cuanto más cerca están los quarks más debil es la fuerza. Cuanto más lejos están más fuerte se vuelve es como una cuerda elástica. Cuando los quarks están pegados, la cuerda está suelta casi sin tensión, los quarks se pueden mover libremente dentro del protón, pero intenta separarlos, intenta sacar un quark del protón y la cuerda se tensa y tensa y tensa y aquí viene lo verdaderamente alucinante lo que hace que esta fuerza sea única en todo el universo no importa cuanta energía uses nunca puede separar los quarks completamente nunca qué pasa si intentas hacerlo si metes un protón en un acelerador de partículas y le das suficiente energía como para intentar romperlo y sacar un quark la energía que usas para intentar separar los quarks se vuelve tan grande que el universo decide sabes que en lugar de él romper este protón voy a usar esa energía para crear nuevos quarks de la nada de igual mc² la energía se convierte en masa aparecen nuevos quarks y esos nuevos quarks inmediatamente se unen a los quarks que estabas intentando separar el resultado en lugar de aislar un cuarto terminas con más protones más partículas más quarks unidos en grupos de tres nunca jamás puedes tener un quark solo los físicos llaman a esto confinamiento de quarks y es una de las reglas más fundamentales del universo los quarks no existen aislados solo existen en grupos específicamente en grupos de 3 por qué 3 esa es una pregunta profunda que tiene que ver con algo llamado carga de color y necesito explicarte eso ahora porque sin entender la carga de color no puedes entender cómo funciona realmente la fuerza nuclear fuerte esto que viene ahora es información que normalmente solo se enseña en cursos universitarios de física de partículas pero voy a explicártelo de una manera que lo entiendas porque es demasiado fascinante para dejarlo en las aulas los quarks tienen tres tipos de carga no estoy hablando de carga eléctrica estoy hablando de un tipo completamente diferente de carga que solo existe en el mundo de los quarks los físicos la llaman carga de color y antes de que preguntes no no tiene nada que ver con colores reales es solo una analogía pero quedó así porque los nombres pegaron, hay tres cargas de color rojo verde y azul cada quark tiene uno de esos tres colores un quark up puede ser rojo, verde o azul un quark down puede ser rojo, verde o azul. Ahora, aquí está la regla fundamental las partículas estables solo pueden existir si son incoloras es decir si sus cargas de color se cancelan completamente. Como haces una partícula incolora método 1 combinas 1 quark rojo, 1 quark verde, 1 quark azul, rojo más verde, más azul es blanco. Incoloro. Eso es un barión. Los protones y neutrones son bariones. método 2. Combinas un quark de un color con un antiquak del anticolor correspondiente por ejemplo: rojo y antirrojo, se cancelan. Eso es un mesón. Los mesones son inestables, existen solo en colisiones de alta energía esos son los únicos 2 métodos. No puedes tener 2 quarks juntos. 2 colores no se cancelan. No puedes tener 4 quarks, 4 colores no se cancelan solo 3 o 1 quark con 1 anticuarc esa es la razón por la que la materia estable está hecha de grupos de 3 quarks no es arbitrario es una consecuencia directa de la simetría de carga de color ahora qué transmite esta fuerza que partícula es responsable de mantener unidos a los quarks la fuerza electromagnética es transmitida por fotones partículas de luz la fuerza nuclear fuerte es transmitida por gluones y aquí es donde las cosas se vuelven verdaderamente raras porque los gluones no son como los fotones los fotones no tienen carga eléctrica son neutros transmiten la fuerza electromagnética pero ellos mismos no se ven afectados por ella los clones tienen carga de color no son neutros y eso significa que los gluones interactúan entre sí déjame repetir eso porque es crucial los gluones las partículas que transmiten la fuerza nuclear fuerte tienen la carga de la fuerza que están transmitiendo y eso significa que se atraen entre sí los fotones no interactúan con otros fotones dos rayos de luz se cruzan y pasan de largo como si nada los gluones interactúan con otros gluones se atraen se repelen forman estructuras crean campos que se retroalimentan y eso eso es lo que hace que la fuerza nuclear fuerte sea tan poderosa y tan extraña imagina el interior de un protón no como una esfera sólida sino como un mar turbulento de quarks y gluones los tres quarks dos AP un down están ahí pero no están quietos se están moviendo a velocidades cercanas a la luz cambiando de posición miles de millones de veces por segundo entre ellos hay gluones cientos de gluones miles apareciendo y desapareciendo de la existencia emitiéndose de un quark absorbiéndose por otro dividiéndose en pares de gluones fusionandose de nuevo y los clones mismos están interactuando un gluones emite otro gluor ese gluón se divide en dos esos dos interactúan con un quark el quarkemitio un glúor hacia otro quark todo está conectado con todo todo está cambiando todo está en movimiento es un caos cuántico un bullicio de actividad a escalas de tiempo y espacio tan pequeñas que son difíciles de comprender y en medio de ese caos en medio de ese mar de gluones interactuando entre sí está la masa el 99% de la masa del protón no está en los quarks está en la energía de ese campo de gluones eres energía de campo congelada pero aún no hemos llegado a la parte más alucinante la parte que realmente hace que esto sea difícil de entender porque hay un problema con todo esto un problema que casi destruyó la teoría de la cromodinámica cuántica la teoría que describe la fuerza nuclear fuerte cuando fue propuesta el problema es este si los gluones son tan poderosos se interactúan entre sí de formas tan complicadas si la fuerza se vuelve más fuerte con la distancia porque los protones son estables piénsalo tienes una fuerza que se vuelve más fuerte cuanto más se paras las cosas una fuerza cuyos portadores interactúan entre sí creando más fuerza eso suena como una receta para el caos para la inestabilidad y sin embargo un protón puede existir durante más tiempo que la edad actual del universo es una de las cosas más estables que conocemos como la respuesta la solución a ese problema requirió uno de los avances matemáticos más complicados en la historia de la física y es algo que todavía no entendemos completamente se llama libertad asíntótica si estás siguiendo hasta aquí si realmente estás entendiendo lo que te estoy diciendo déjame decirte algo estás en el uno por ciento de la gente que ha pensado seriamente sobre estas cuestiones la mayoría pasa por la vida sin nunca preguntarse de qué están hechos realmente tú sí y eso importa libertad asintótica. el nombre suena técnico esto es elegante. Asintótica. A distancias muy cortas, acercándose a cero, libertad, Los quarks son libres de moverse. Cuando los quarks están muy, muy cerca, tan cerca que están practicamente en el mismo punto, la fuerza nuclear fuerte casi desaparece, se vuelve increíblemente débil los quarks pueden moverse libremente o si no estuvieran unidos, pero en el momento en que intenta separarlos un poco en el instante en que la distancia aumenta ligeramente la fuerza se activa y se vuelve brutal es como si los quarks vivieran en una prisión invisible dentro de la celda pueden moverse libremente pueden correr de una pared a otra pero intenta cruzar la pared intenta escapar y una fuerza infinita de detiene David Bros Frank willchcheck y David Politzer descubrieron esto en 1973 y ganaron el Premio Nobel 30 años después porque lo que habían descubierto era fundamental habían descubierto porque el confinamiento funciona por qué nunca puedes aislar un quark por qué la materia es estable a pesar de estar hecha de partículas atadas por una fuerza que debería destruir todo y la razón matemática detrás de todo esto es bueno es hermosa tiene que ver con cómo los gluones interactúan entre sí como crean tubos de flujo de fuerza que no se dispersan con la distancia como esos tubos se vuelven más fuertes cuanto más largos son pero no necesitas entender las matemáticas para entender la implicación la implicación es esta la realidad está construida de una manera que hace imposible descomponer la materia más allá de cierto punto los quarks son el límite no hay nada más abajo no porque no hayamos encontrado algo más pequeño sino porque la estructura misma de las leyes físicas hace que sea imposible aislar algo más pequeño los quarks son el fondo del punto final del descenso o al menos eso es lo que pensamos ahora en 1970 pensábamos que los protones eran el fondo y estábamos equivocados quién sabe que descubriremos en cincuenta años pero por ahora con toda la evidencia que tenemos los quarks son fundamentales son puntos sin tamaño no tienen estructura interna no están hechos de nada más pequeño son los píxeles de la realidad déjame hacer una pausa aquí porque sé que esto es mucho es denso es complicado y probablemente estés pensando vale entiendo los conceptos generales pero como sabemos todo esto cómo podemos estar seguros es una pregunta justa porque estamos hablando de cosas que son billones de veces más pequeñas que cualquier cosa que podamos ver cosas que existen durante fracciones de segundo tan pequeñas que ni siquiera tenemos palabras para describirlas. ¿Cómo sabemos que los quark existen?. ¿Cómo sabemos que los gluones son reales?. ¿Cómo sabemos algo de esto?. La respuesta es aceleradores de partículas, experimentos, datos, montañas y montañas de datos. Déjame llevarte a Ginebra, al CERN, al Gran Colisionador de Hadrones. El LHC es un túnel circular de 27 km de circunferencia, enterrado cien metros bajo tierra, en la frontera entre Suiza y Francia. Dentro de ese túnel hay imanes superconductores que mantienen 2 haces de protones viajando en direcciones opuestas a 99,99% de la velocidad de la luz. Esos protones dan 11.000 vueltas por segundo. 11.000, casi a la velocidad de la luz y entonces en puntos específicos del anillo, los haces se cruzan los protones colisionan. Cuando 2 protones chocando a esas energías se encuentran, no rebotan como pelotas de tenis se destruyen sus quarks sus gluones toda esa energía comprimida en un espacio minúsculo explota y en esa explosión durante una billonésima de billonésima de segundo, se crea un zoo completo de partículas, quarks charm, quarks strange, bosones W y Z, mesones, bariones exóticos, gluones libres que inmediatamente se convierten en jets de hadrones es el Big Bang en miniatura. Recreas las condiciones que existían una fracción de segundo después del inicio del universo y alrededor de esos puntos de colisión hay detectores enormes del tamaño de edificios de cinco pisos. Contienen millones de sensores. Cada sensor puede detener el paso de una partícula cargada con precisión de micrometros cuando ocurre una colisión esos sensores registran todo. Cada partícula que sale, su trayectoria, su energía, su momento. Y luego, esto es lo alucinante, computadoras analizan esos datos, miles de computadoras procesando petabytes de información buscando patrones buscando señales de partículas específicas cómo encuentras un quark top no puedes verlo directamente se desintegra en una billonésima de segundo pero puedes ver lo que produce cuando se desintegra puedes ver 1 bosón W y 1 quark botom y puedes trabajar hacia atrás puedes usar leyes de conservación conservación de energía momento carga para inferir que hubo un quark top ahí es como ser detective en una escena del crimen no viste el crimen pero ves las huellas las salpicaduras de sangre las fibras de ropa y puedes reconstruir qué pasó eso es física de partículas inferencia reconstrucción usando matemáticas y leyes físicas para deducir la existencia de cosas que nunca puedes observar directamente y funciona funcionó para predecir el quark Charma antes de que fuera descubierto funcionó para predecir el bosón de Higgs 40 años antes de que fuera encontrado funciona una y otra vez no es especulación de ciencia predicción matemática seguida de confirmación experimental los quarks son reales los gluones son reales la fuerza nuclear fuerte es real y todo eso todo ese zoológico de partículas toda esa complejidad toda esa extrañeza está dentro de ti ahora mismo cada átomo de tu cuerpo contiene protones. Cada protón contiene 3 quarks unidos por gluones. Ese mar turbulento de campos cuánticos interactuando entre sí está pasando en tu mano en tu cerebro en cada célula eres un ecosistema de quarks y gluones y ahora lo sabes ahora entiendes algo sobre tu propia naturaleza que la mayoría de la gente jamás considerará no eres sólido no eres simple eres una danza compleja de campos cuánticos mantenidos juntos por la fuerza más poderosa del universo pero aún no hemos terminado, porque hay una pregunta que todavía no he respondido. Una pregunta que probablemente has estado pensando desde el principio. Si él 99,99% de ti es espacio vacío y energía de campo. Si los quarks no tienen tamaño, si todo es campos y fuerzas, qué significa existir, qué significa ser tú, y esa pregunta, esa pregunta fundamental sobre la naturaleza de la existencia y la identidad es lo que vamos a explorar ahora. Porque la física, no es solo sobre partículas, es sobre qué significa ser un ser hecho de partículas, y cuando entiendas eso, cuando realmente lo internalices, todo cambia volvamos a tu mano mira la otra vez después de todo lo que hemos hablado después de descender al nivel de los quarks después de ver el núcleo atómico por lo que realmente es que ves tu cerebro todavía te dice veo una mano sólida porque esa es la simulación que tu cerebro necesita construir para que funciones en el mundo pero ahora sabes la verdad y la verdad es mucho más extraña que la ficción tu mano está hecha de átomos cada átomo es 99,99% espacio vacío el 99,98% de la masa del átomo está en él núcleo y el núcleo está hecho de protones y neutrones y esos protones y neutrones están hechos de quarks y esos quarks esos quarks que son el 0,01% de ti que realmente existe no tienen tamaño son puntos matemáticos no ocupan espacio entonces donde está la materia dónde está la cosa de la que estás hecho no hay ninguna cosa no en el sentido tradicional lo que hay es energía campos de fuerza patrones de interacciones entre partículas que no tienen extensión espacial eres un patrón una configuración específica de campos cuánticos una sinfonía de fuerzas en equilibrio dinámico y eso eso cambia todo déjame explicarte porque cuando piensas en ti mismo probablemente piensas yo soy este cuerpo de estas células estos átomos esta materia física específica pero esa no es la realidad las células de tu cuerpo se reemplazan constantemente cada 7 a 10 años casi cada átomo de tu cuerpo ha sido reemplazado los átomos que te componían cuando eras niño la mayoría ya no están ahí se fueron fueron excretados exhalados desprendidos y sin embargo sigues siendo tú como porque no eres lo átomos eres el patrón eres la configuración eres la información es como un río el río Ebro tiene un nombre tiene una identidad pero el agua que fluye por él hoy no es la misma agua que fluía ayer el agua cambia constantemente lo que persiste es el patrón el curso del río la forma en que el agua fluye tú eres el río no el agua eres un patrón auto replicante de información biológica codificada en ADN que se expresa a través de proteínas que están hechas de átomos que están hechos de partículas que no tienen tamaño y que están unidas por campos de energía eso es lo que eres y ahora viene la parte verdaderamente incómoda la verdad que tu cerebro ha estado ocultándote toda tu vida no hay un tú fundamental no hay un átomo especial en tu cerebro que sea el yo no hay un núcleo de tu identidad que persista inmutable cada partícula subatómica de tu cuerpo es idéntica a cada otra partícula del mismo tipo todos los electrones son indistinguibles todos los quarks up son exactamente iguales no tienen identidad individual y más que eso existen en superposiciones cuánticas que están en múltiples lugares a la vez hasta que son medidos aparecen y desaparecen de la existencia pero ahora mismo no es el mismo quark que estaba ahí hace un segundo. Porque a nivel cuántico no hay mismo no hay identidad persistente de partículas. Lo que persiste eres tú, el patrón, la configuración macroscópica. Pero ese patrón no es una cosa es un proceso un proceso que ocurre, un verbo, no un sustantivo. No eres un ser... eres un estar siendo. y es,o eso tiene implicaciones profundas. Significa que cada vez que dices yo, estás refiriéndote a un proceso que es diferente del yo de hace un segundo tomos han cambiado de posición las neuronas han disparado las proteínas se han plegado y desplegado eres literalmente una persona diferente en cada momento. Y sin embargo hay continuidad hay memoria. Hay una sensación de ser el mismo yo a través del tiempo. Esa continuidad es real. Pero no es porque haya una sustancia fundamental e inmutable que sea tú. Es porque hay un patrón de información que se preserva tu cerebro crea una narrativa una historia de un yo coherente a través del tiempo pero es una historia una construcción útil sí necesaria para funcionar absolutamente pero no verdadera en el sentido fundamental no hay un tubo que observe la realidad desde afuera tú eres parte de la realidad eres en realidad observándose a sí misma eres quarks y gluones configurados de tal manera que son conscientes de su propia existencia y eso es bueno es lo más extraño y hermoso del universo piénsalo el universo comenzó hace 13.800 millones de años con el Pigg Bang energía pura ninguna estructura ninguna complejidad y a través de miles de millones de años de evolución cósmica a través de la formación de átomos en las entrañas de estrellas moribundas a través de la explosión de supernovas que esparcieron esos átomos por el espacio a través de la condensación de nubes de gas en nuevas estrellas y planetas a través de la química orgánica en la Tierra primitiva a través de la evolución de la vida desde bacterias hasta seres multicelulares hasta organismos con sistemas nerviosos hasta primates con cerebros grandes a través de todo eso el universo ha creado estructuras lo suficientemente complejas para ser conscientes de sí mismas tú eres el universo mirándose al espejo Teresa átomos forjados en hornos estelares hace miles de millones de años eres quarks que han existido desde los primeros segundos después del Big Bang eres energía que es tan vieja como el tiempo mismo y esa energía esos quarks esos campos cuánticos se han organizado se han configurado de una manera tan intrincada tan absurdamente compleja que pueden preguntarse de qué estoy hecho y la respuesta la respuesta que hemos explorado durante las últimas dos horas es que estás hecho de casi nada espacio vacío campos de energía partículas sin tamaño unidas por fuerzas que apenas entendemos estás hecho de cero coma cero uno por ciento de materia y 99 coma 99% de otra cosa de energía vacío potencial cuántico y sin embargo aquí estás consciente pensante sintiente la materia no importa lo que importa es el patrón la configuración la información eres información que se ha vuelto consciente de sí misma sé que esto es pesado sé que probablemente estás pensando vale interesante como concepto filosófico pero qué hago con esta información cómo cambia mi vida saber que estoy hecho de quarks es una pregunta justa y la respuesta es depende de ti para algunas personas esto no cambia nada sigue en su vida van a trabajar comen duermen mueren y están bien no todos necesitan obsesionarse con la naturaleza fundamental de la realidad pero para otras personas para las personas que realmente internalizan esto cambia todo cambia como ves el conflicto porque si entiendes que no hay un yo fundamental separado de los demás que todos somos el mismo proceso universal manifestándose en diferentes configuraciones. El concepto de yo versus tú se vuelve menos real. Cambia como ves el sufrimiento porque si entiendes que no hay permanencia que todo es proceso todo es cambio todo es flujo temporal de patrones, te aferras menos dejas ir más facilmente. Cambia como ves la muerte. Porque si entiendes que nunca hubo un yo fundamental que pudiera morir que lo que llamas yo siempre fue un proceso temporal la muerte se vuelve menos aterradora no es el fin de una entidad es el fin de un patrón. Los átomos persisten, la energía persiste, solo la configuración cambia y cambia como ves la vida. Porque, si entiendes que eres literalmente Stardust que cada átomo de tu cuerpo fue forjado en una estrella que eres el universo experimentándose así mismo, la vida se vuelve más preciosa, más extraña, más milagrosa. No eres solo un observador pasivo de la realidad, eres realidad observandose. Eres el método que el universo ha desarrollado para conocerse así mismo y eso es bueno eso es significativo no en el sentido de que hay un propósito cósmico predefinido no hay. El universo no tiene un plan para ti, no hay un destino escrito en las estrellas. Pero hay significado en el hecho mismo de que existas que contra probabilidades astronómicas la materia se organizó de tal manera que puede contemplar su propia naturaleza eso es extraordinario y tú tú que has visto esto hasta el final, tú eres uno de los pocos que se toma el tiempo para pensar en estas cosas para mirar más allá de la superficie para preguntar por qué y cómo eso te hace especial no porque seas mejor que otros sino porque has elegido curiosidad sobre complacencia has elegido asombro sobre aceptación pasiva y el mundo necesita más de eso entonces qué hacemos con todo esto mi recomendación vive tu vida haz lo que te hace feliz ama a quien quieras amar trabaja en lo que te importa pero de vez en cuando tal vez cuando estés en un momento de silencio tal vez cuando estés mirando las estrellas o el océano recuerda que estás hecho de casi nada que el 99,99% de ti ese espacio vacío y energía de campo que las partículas que te componen no tienen tamaño que están unidos por la fuerza más poderosa del universo que aparecen y desaparecen de la existencia constantemente recuerda que eres un patrón temporal en el flujo del cosmos una configuración específica de quarks y gluones que ha desarrollado la capacidad de preguntarse sobre su propia naturaleza recuerda que eres Stardust literalmente los átomos de carbono en tu ADN el calcio en tus huesos el hierro en tu sangre todos fueron forjados en el núcleo de estrellas que explotaron hace miles de millones de años eres antiguo eres cósmico eres extraordinario y cuando te mires la mano la próxima vez tal vez veas algo diferente no solo carne y hueso sino campos cuánticos danzando energía congelada el universo observandose así mismo el 0,01% que realmente eres hemos llegado al final de este viaje dos horas explorando el núcleo atómico dos horas descendiendo desde la escala humana hasta los quarks dos horas de física matemáticas filosofía y asombro y si has llegado hasta aquí si realmente has visto todo esto tengo que preguntarte algo cómo te sientes porque esto no es contenido ligero no es entretenimiento pasivo es denso es complicado es desafiante pero espero genuinamente espero que también sea transformador espero que la próxima vez que alguien te diga se realista recuerdes que la realidad es que eres un campo cuántico con conciencia espero que la próxima vez que te sientas insignificante recuerdes que estás hecho de átomos forjados en estrellas espero que la próxima vez que te preguntes quién eres recuerdes que eres el método que el universo usa para conocerse así mismo y espero que nunca jamás vuelvas a mirar tu mano de la misma manera ahora sabes más sobre física nuclear que el 95% de graduados universitarios puedes explicar quarks gluones confinamiento libertad asintótica carga de color puedes hablar de la fuerza nuclear fuerte con propiedad ese conocimiento es tuyo, nadie te lo puede quitar y es valioso, no porque vayas a usarlo en tu trabajo diario probablemente no lo harás sino porque cambia a tu perspectiva porque te da una comprensión más profunda de la realidad porque te conecta con algo más grande que tú mismo si este video te ha impactado si has llegado hasta aquí y sientes que has aprendido algo significativo hay una cosa que puedes hacer por mí no te voy a pedir que le des like no te voy a pedir que compartas no te voy a pedir que comentes bueno mentira sí te voy a pedir esas cosas porque este es Youtube y así funcionan las cosas pero más que eso te voy a pedir algo diferente busca a alguien joven un niño un adolescente alguien que todavía tiene curiosidad natural sobre el mundo antes de que la educación formal la mate y cuéntale algo de lo que has aprendido aquí no todo no les des una charla de dos horas pero cuéntales una cosa cuéntales que están hechos de Stardust cuéntales que nunca han tocado nada en sus vidas cuéntales que el 99,99% de ellos es espacio vacío y observa sus ojos iluminarse cuando se dan cuenta de que la realidad es más extraña que cualquier ficción porque eso es lo que importa no los views no las métricas sino encender la chispa de curiosidad en la próxima generación los físicos que descubrieron los quarks están envejeciendo Murray Gell-Man murió en 2019 David Gross, Frank Wilczek y David Politzer tienen todos más de 70 años la siguiente generación de físicos que vas a empujar los límites del conocimiento humano está ahí fuera ahora mismo tal vez tenga diez años tal vez doce tal vez esté viendo esto y tal vez solo tal vez algo en esto enciende algo en ellos, los hace pensar quiero entender de esto. Quiero Explorar esto. Quiero dedicar mi vida a descubrir los misterios del universo y si eso pasa si incluso una persona que vio esto termina convirtiéndose en físico y hace un descubrimiento importante entonces todo esto habrá valido la pena. Voy a terminar con una confesión cuando empecé a investigar para este escrito, pensé que sabía de qué iba todo esto. Pensé que entendía los núcleos atómicos. Pensé que era solo protones y neutrones y ya. Pero cuanto más profundo investigaba, cuanto más papers leía, más charlas académicas oía, más me daba cuenta de cuánto no sabía. La fuerza nuclear fuerte es, es increíblemente compleja la cromodinámica cuántica es una de las teorías más complicadas de la física. Los físicos trabajan en esto, usan computadoras que tardan meses en hacer un solo cálculo, y aún así, aun con toda esa complejidad, hay algo hermoso en ello. Hay algo profundamente satisfactorio en saber que hemos desentrañado esto, que a pesar de que los quarks son literalmente imposibles de aislar a pesar de que la fuerza que los une es más extraña que cualquier otra cosa en el universo lo entendemos tenemos ecuaciones tenemos predicciones tenemos confirmación experimental la ciencia funciona y eso es hermoso. Así que gracias, gracias por acompañarme en este viaje, gracias por tu paciencia con las partes técnicas, gracias por tu curiosidad. Si quieres más contenido como éste, física profunda explicada de manera accesible, pero sin simplificar demasiado. Voy a hacer más, vamos a explorar la fuerza nuclear débil, la radiactividad, el bosón de Higgs, la teoría de cuerdas, agujeros negros. Toda la física moderna es demasiado interesante para dejársela solo a los académicos, si hay suficiente interés en un tema específico sobre ello. Esto es solo el principio pero por ahora por hoy hemos terminado has visto dos horas sobre el núcleo atómico, sobre quarks y gluones y la fuerza nuclear fuerte, sobre el 0,01% que realmente eres, y espero, genuinamente espero que nunca olvides lo que has aprendido aquí, porque la verdad es extraña y hermosa y merece ser recordada gracias por ello. Hasta la próxima