El asunto saló a cuenta de la antimateria y del Premio Nobel de Física del año pasado. Por cierto entre medias, yo he leído el libro de Dan Brown "Ángeles y Demonios" en el que antimateria está utilizada como parte del leit-motif de la novela.
Al grano: lo que hasta ahora han descubierto nuestros queridos físicos es que la materia está formada por partículas, muy pequeñas ellas, pero que se pueden organizar en dos categorías básicas: los fermiones y los bosones.
Los fermiones se llaman así en honor a Enrico Fermi, un físico italiano que aprovechó la notoriedad que le dio el Premio Nobel de 1938 para huir de la Italia de Mussolini y marcharse a Estados Unidos, donde desarrolló el primer reactor nuclear bajo las gradas del estadio de la Universidad de Columbia.
Los fermiones presentan como característica que son muy ordenaditos, ninguno puede ocupar el sitio del otro, esto es lo que se conoce como el Principio de Exclusión de Pauli (Wolfgang, Nobel de Física del 45). Bueno, lo del sitio no se entienda en el sentido espacial, sino en el sentido de nivel energético, es decir, que no pueden estar dos electrones, salvo por su spin, en el mismo nivel de energía en el átomo.
En cuanto a su spin, sí puede haber dos en cada nivel, uno de spin negativo y otro positivo. Y esto nos lleva a la segunda característica de los fermiones, su spin es de valor fraccionario, +1/2, - 1/2, nunca 0 ó 1.
Cuando se quiere estudiar un número considerable de partículas, como las que hay en cualquier viruta o mota de polvo, debe utilizarse la estadística, en particular para los fermiones, debe usarse la estadística desarrollada por Fermi y Dirac (Paul, Nobel de Física del 33).
Algunos fermiones famosos son nuestros queridos electrones y los protones, que nos caen un poco peor porque están muy gordos y no se mueven ni para ir a comprar tabaco.
Los bosones, por su parte deben su nombre a la estadística que hay que usar con ellos, la de Bose (Satyendra Nath, indio, sin Nobel; ¡vaya!) - Einstein (Albert, Nobel de Física del 21, ¡ojo, por el efecto fotoeléctrico, un trabajito menor!) en la que los bosones nadan a sus anchas por un océano energético sin importarles lo más mínimo lo que hacen sus congéneres, es decir, que se pueden encontrar millones de bosones en un mismo estado energético, sin que pase nada malo.
El spin de los bosones, por su parte, es entero, los hay de spin 0, 1, y hasta 2.
Los bosones más famosos son los fotones, portadores del campo electromagnético, pero hay más, está el famosísimo Bosón de Higgs (Peter, al que aún no le han dado el Nobel, y a este paso no se lo van a poder dar, pues tiene 80 años), predicho pero no detectado aún, que se espera encontrar en el gran LHC (Large Hadron Collider, o gran colisionador de hadrones, las partículas de la masa y familia de los protones y neutrones) cerca de Ginebra. También sería bosón el gravitón, si se encontrara; llevan 40 años buscándolo.
Otro curioso bosón es el llamado Par de Cooper (Leon, que compartió el Nobel de Física de 1972 con John Bardeen y John Schrieffer). Este par está compuesto por dos electrones trabajando juntos, como apareados, y en este caso se comportan como un bosón. Esto sólo se da a muy bajas temperaturas y produce el fenómeno de la superconductividad.
Aquí voy a tener un recuerdo para Manolo Zorita, que recibió estoico el Par de Cooper que le dimos en la entrega de premios Protón, Electrón y Neutrón, allá por el año 1990 ó 91.
Dándole vueltas estos días atrás, encontré una analogía que puede ayudar a entender la diferencia entre los bosones y los fermiones:
Fermiones: Fábrica de BMW, Alemania.
Bosones: Chinos en la playa.Y del Nobel de este año, ¿qué? Pues se lo han dado a tres científicos: a los inventores del CCD, al que tanto debo (sin él no se podrían hacer fotos digitales), y al desarrollador de la fibra óptica: Williard Boyle y George Smith, y Charles Kao respectivamente.
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