El mago Malambruno diseña un condensado de Bose-Einstein

En el último decenio del siglo XX Eric Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl Wieman lograron, por vez primera, preparar en su laboratorio un extraño condensado; por el que los galardonaron con el Nobel. Fue el último acto de un episodio que comenzó con una carta fechada en el año 1924. Su autor, un desconocido joven bengalí; su destinatario, un reconocido científico de fama internacional. Satyendra Nath Bose había solicitado a Albert Einstein que aconsejara la publicación de un manuscrito que anteriormente habían rechazado. Einstein, además de acceder a la petición, completó el trabajo y encontró, de forma teórica, lo que se llama ahora condensado de Bose-Einstein. Lo que para el sabio alemán representó sólo seis meses de trabajo, a Bose le reportó la celebridad; es tal la magnitud de la obra de Einstein que este interludio, que para otro físico supone la inmortalidad, ni siquiera se encuentra entre sus cinco logros más importantes. Reconozco encontrarme anonadado.

Recuperado del susto, indago en las características del objeto aludido. Imagine el sagaz lector que el mago Malambruno le ha reducido su tamaño mil millones de veces, y que así, empequeñecido, observa el movimiento de los átomos de un gas. ¿Qué ve? Canicas irrompibles que van de acá para allá, rebotando unas con otras. De repente, nota que las canicas vuelan más lentamente: sospecha que el gas se enfría. Al principio, las canicas pierden sólo un poco de velocidad; pero llega un momento en que, si sigue disminuyendo la temperatura, las canicas cambian. Las más lentas se hacen mayores y sus superficies se vuelven confusas. Estos átomos, cada vez más fantasmagóricos, pasan unos a través de otros, unas veces sin desviarse y otras rebotando como si hubiesen chocado con algo duro. De repente, sorprendido, observa que dos átomos se solapan y parece que se funden en un globo, que absorbe otros átomos de uno en uno, de dos en dos y a docenas luego, hasta que con asombrosa rapidez se queda solo, como un inmenso e inmóvil globo cautivo. ¿Qué ha sucedido a cada átomo? ¿Qué es ese misterioso objeto? Se trata de un condensado de Bose-Einstein, el gas más frío del universo. Los átomos existen todavía como componentes suyos, pero han perdido su individualidad.

Confieso que me cuesta entender cómo puede existir un átomo y al mismo tiempo perder su individualidad, pero ante el premio Nobel que acredita a quienes lo fabrican y el genio de quien lo imaginó decido humildemente callarme.

Preguntas taimadas sobre la fecundación

Me maravilla la naturaleza: las cámaras fotográficas imitan los ojos humanos, el sonar plagia a los murciélagos, el diseño externo de un submarino remeda la forma de un atún. La anatomía no es la única ciencia biológica de la que podemos aprender. Fijémonos en la citología, concretamente en el óvulo humano, si se une con un espermatozoide, la fusión produce la primera célula de un nuevo ser vivo. En este suceso hay una inusitada propiedad que me llama la atención, trescientos millones de diminutos espermatozoides llegan al aparato genital femenino y compiten ferozmente para entrar en el enorme óvulo, sin embargo, éste sólo permite el paso de uno, inmediatamente después se cierra a cal y canto, como una caja fuerte; y es ésta la característica que quiero resaltar; porque, cuando una pareja humana necesita de la fecundación artificial para tener descendencia, puede presentarse una dificultad si el óvulo reacciona ante la manipulación y se blinda antes de que penetre el espermatozoide. Afortunadamente los humanos hemos soslayado el problema hábilmente; con una aguja extraordinariamente fina atravesamos el blindaje e introducimos el espermatozoide dentro del óvulo y éste, ¡el muy torpe! no percibe la diferencia. ¡Ya hemos conseguido la primera célula de un nuevo ser vivo!

El engaño a la naturaleza nos plantea un dilema moral. Un médico busca solucionar la esterilidad de una pareja cuyos óvulos y espermatozoides son perfectamente normales. En un tubo recoge los tres mililitros aproximados de una eyaculación del hombre en el que van unos trescientos millones de espermatozoides. Con una larga aguja atraviesa el abdomen de la mujer y toma varios óvulos de su ovario. En su laboratorio coloca varios óvulos (quiere estar seguro del éxito) en el mar de espermatozoides: posteriormente comprueba que unos han sido fecundados y otros no. Coge uno de los fecundados, lo implanta en el útero y espera a que se convierta en un hermoso bebé. Mi ladina pregunta es la siguiente. Han sobrado varias decenas de óvulos fecundados. ¿Qué debe hacer el médico con ellos? ¿Destruirlos? ¿Conservarlos? ¿Esa primera célula embrionaria es un ser humano? Que nadie olvide que una contestación afirmativa puede convertir la destrucción en asesinato. Y una pregunta lleva aparejada otra. ¿Cuándo un embrión comienza a ser humano? ¿En el momento de la fecundación? ¿Cuándo se ha convertido en un feto? ¿En el momento del nacimiento? ¿Es más humano un feto de doscientos días en una incubadora que uno de trescientos en el útero materno?

¿Fusión nuclear caliente o fría?

Los siete mil millones de terrestres no debemos olvidar que, en este siglo, nuestro planeta tendrá que acoger a diez mil millones. Hasta ahora hemos empleado petróleo para satisfacer nuestras necesidades energéticas, pero el crudo se acabará en el siglo XXI; y no se trata de que falte ingenio para descubrirlo: ¡no hay más! El gas o el carbón constituyen una solución temporal -porque también se terminarán-, además producen dióxido de carbono, y ya no podemos ignorar sus efectos en el clima. ¿Qué hacer? El Sol es el productor de la energía que recibe la Tierra, ¿por qué no lo imitamos? ¿Por qué no efectuamos en nuestro planeta lo que hacen las estrellas? Sabemos que en el astro rey los núcleos de hidrógeno se fusionan para dar otro núcleo mayor y que en el proceso liberan energía. Pero cuando intentamos efectuar la misma reacción en la Tierra se nos presenta un problema: el Sol opera a millones de grados; si bajamos la temperatura nada ocurre. Setenta años de investigación han permitido a los físicos reproducir las reacciones nucleares del Sol en un laboratorio durante un segundo: se trata de un avance gigantesco (lo digo sin ironía), porque trabajar a tales temperaturas resulta extremadamente complicado. Ante tal dificultad, ¿por qué no ensayar otra posibilidad? ¿Hay alguna manera de conseguir la fusión de núcleos trabajando a baja temperatura?

Sabemos que los átomos de hidrógeno tienen un electrón, también sabemos que existe una partícula exactamente igual al electrón, pero doscientas veces más pesada, el muón. Con él podemos construir un átomo de hidrógeno apenas más grande que el núcleo; porque el muón, al ser más pesado, rodea al núcleo doscientas veces más cerca. De hecho, bajo ciertas condiciones, un muón podría rodear a dos núcleos de hidrógeno y obligarles a acercarse tanto que podrían fusionarse a la temperatura del ambiente; y facilitaríamos el proceso si los núcleos de hidrógeno fuesen dos o tres veces más grandes que lo normal (les llamamos deuterio y tritio). El cauto lector ya habrá adivinado que existen considerables dificultades para conseguir que el proceso funcione: ni el tritio ni los muones existen en la naturaleza, habría que fabricarlos, lo que añadiría otro obstáculo: mientras que el tritio tarda doce años en desintegrarse, los muones apenas viven dos millonésimas de segundo.

Resumiendo, mientras no se consiga una fuente de energía abundante y limpia, no sería mala idea acostumbrarnos al ahorro y evitar la dilapidación.

Cromosomas: dramáticas consecuencias de una simple copia errónea

Unos de estos días, en una tasca, degustaba unas lonchas de jamón ibérico regadas con una espumosa cerveza, cuando, casualmente, me encontré con un buen amigo biólogo. Al breve comentario sobre las bondades gastronómicas le sucedió una amena conversación científica. Trataré de resumir el discurso que me ocupó la mente y me hizo olvidar el exquisito ágape. Los lectores maduros recordarán, de haberlo estudiado en su edad juvenil, que las células humanas, tanto las del cerebro como las del corazón, de un músculo o de una víscera cualquiera, contienen veintitrés pares de cromosomas. ¿Todas? No, los óvulos y espermatozoides poseen justamente la mitad. ¿A qué se debe tan excepcional contingencia?, quizá se pregunte alguien excepcionalmente curioso. A que ambos se producen cuando unas células especiales de los ovarios (o testículos) se dividen en dos, y cada una se lleva consigo solamente un cromosoma de cada par, –le contestará un biólogo sin tardanza-. Así sucede casi siempre. Lamentablemente, a veces, la madre naturaleza se equivoca, y uno de los cromosomas del óvulo (o del espermatozoide), concretamente, el veintiuno, se halla duplicado. ¿Qué sucede entonces? Muchas veces, la mayoría, nada: las células anormales mueren al cabo de pocos días. Pero si se une un óvulo con un espermatozoide, siendo uno de ellos anómalo, la célula resultante tendrá un cromosoma de más: si ese óvulo fecundado se desarrollara, todas sus células tendrían cuarenta y siete cromosomas: se habría convertido en un individuo que tiene el síndrome de Down (antes llamado mongólico). Así de simple, así de dramático. El lector inteligente deducirá, acertadamente, que el simple análisis cromosómico de una única célula permite a los padres saber si un embrión o un feto presentan el síndrome, antes del nacimiento.

Me planteo, ahora, la siguiente pregunta: ¿los gigantescos avances de la ingeniería genética permitirán alguna vez la curación de un infante que presente el síndrome de Down? Aparentemente resulta imposible la curación. Recordemos: todas las células del sujeto tienen un cromosoma de más: en vez de dos, tienen tres cromosomas veintiuno. Pretender la eliminación o anulación del cromosoma sobrante en nada más ni nada menos que billones, repito billones de células que tiene una persona resulta impensable. ¿Será posible conseguir alguna vez tal hazaña? Mi amigo biólogo cree que sí, yo soy escéptico.

¿Es Plutón un planeta?

Hasta agosto del año 2006, el sistema solar, según la tesis oficial de la comunidad científica, constaba de nueve planetas, cuatro gigantes externos, cuatro pequeños internos y el inclasificable Plutón. El autor consideraba que Plutón no debería ser catalogado como un planeta y tenía varios argumentos para sostener su heterodoxa opinión: su órbita fuera del plano en el que se mueven los ocho planetas; su excentricidad que le hace estar más próximo al Sol, durante algunos momentos, que Neptuno; su composición diferente de los otros ocho; su tamaño menor que la Luna; incluso se podrían añadir otras consideraciones, tales como que en la región en la que se mueve existen astros de tamaño parecido. Desde el año 1930, en que se descubrió Plutón, se le atribuyó la categoría de planeta y así se le consideró, entre otras razones, porque desde Copérnico los astrónomos no se ponían de acuerdo en una definición de planeta. En el año 2006, en la asamblea general de la Unión Astronómica Internacional celebrada en Praga, un comité de sabios propuso que Eris -más lejano que Plutón y mayor que él-, Ceres (el mayor asteroide), Plutón y probablemente un montón de astros, que están en la misma región y tienen un tamaño similar, fuesen considerados planetas. Para mi sorpresa la moción no fue aprobada; sí lo fue otra en la que se daba una definición de planeta en la que Plutón, los mayores asteroides, los compañeros de Plutón presentes y los que se encuentren en el futuro quedaban fuera de la definición. No puedo decir otra cosa que me alegro. Y a los que aman excesivamente las tradiciones les diré que no es la primera vez que los astrónomos recortan la lista de planetas: en el año 1543 el Sol y la Luna fueron eliminados, en el año 1852 se tacharon los quince asteroides mayores, no debe extrañarnos que en el año 2006 excluyan a Plutón y sus compañeros. Una última aclaración; el escritor sospecha que el argumento más contundente en contra de la decisión tomada por los astrónomos en el 2006 no ha aparecido en las sesudas revistas científicas: en inglés, Pluto no sólo es un planeta, sino también un popular personaje de los dibujos animados, y rebajar de categoría a quien los niños norteamericanos tienen tanto cariño es… imperdonable para los astrónomos que tienen hijos pequeños.