Teorías físicas unificadas: Glashow

A quien quiera conocer el pensamiento de los físicos más eminentes del siglo XX le recomendaría que leyese algún libro sencillo de ellos, menciono un par de ejemplos: Richard Feynman y Steven Weinberg publicaron libros preciosos que podrá apreciar el lector inexperto, y así podrá formarse una opinión sobre la marcha de la física en palabras de los mejores, soslayando a quienes enseñan de oídas. Este párrafo viene a cuento de que hace poco asistí a una luminosa conferencia de Sheldon Lee Glashow, premio Nobel de física en 1979; lamentablemente me turbó el físico que lo presentaba: y no por su ignorancia, sino por su inmodestia: ocupó la tercera parte del tiempo dedicado a la conferencia del insigne sabio.

¿Cuáles son los méritos del profesor Glashow para convertirlo en uno de los referentes de la física mundial? Una de los más bellos trabajos de los físicos consiste en proporcionar unidad a la maravillosa diversidad de fenómenos de la naturaleza. Newton logró sintetizar los fenómenos celestes y los terrestres bajo una misma teoría, Maxwell consiguió agrupar la luz, la electricidad y el magnetismo bajo las mismas leyes; Einstein, en cambio, fracasó en el intento de unificar las fuerzas –gravedad y electromagnetismo- existentes en su época. En la actualidad sabemos que todas las aparentemente distintas fuerzas que existen en la naturaleza se reducen a cuatro: el electromagnetismo, la fuerza responsable de la radiactividad, la fuerza nuclear y la gravedad. Pues bien Sheldon Lee Glashow, Steven Weinberg y Abdus Salam mostraron que dos de las cuatro fuerzas fundamentales (la electromagnética y la fuerza responsable de la radiactividad) son una sola fuerza. Nada más, nada menos.

Sin embargo, el heterodoxo profesor Glashow destaca, entre todos sus trabajos, el descubrimiento de un quark. En 1964, él y James Bjorken sugirieron que existiría un cuarto quark (hasta entonces se conocían tres) que llamaron charm. Transcurrieron varios años hasta que se dieron cuenta (en 1970) no sólo de las razones por las que tenía que existir, sino también que su nombre se justificaba plenamente; porque charm en una lengua africana se refiere a un amuleto que aleja la maldad y evita el peligro, algo similar a lo que hace el quark charm: evita ciertos procesos.

Una última aclaración: el profesor Glashow me resulta simpático porque se declara escéptico respecto de las teorías de supercuerdas; y no por motivos estéticos o emocionales, sino porque no aportan predicciones verificables mediante experimentos.

Helechos comestibles, helechos venenosos

   Hace años recorrí el noroeste español acompañando a una bióloga; la labor era apasionante: identificar todos los helechos que existían en la región. Así conocí al helecho común, al helecho macho, al helecho real, al polipodio, al culantrillo y a muchos otros. Los observé en sus hábitats, habitualmente lugares frescos, húmedos y umbríos, tanto en llanos como en montañas; y observé que todos ellos son plantas perennes, ya que, cada año, salen hojas –los frondes- de los rizomas. Les tengo un afecto especial que se acrecentó cuando supe que casi todo el carbón que usamos se debe al enterramiento y descomposición de los enormes bosques de helechos que vivieron hace trescientos millones de años.

   Por todo ello se comprenderá mi disgusto cuando me percaté de la peligrosidad del helecho común (el Pteridium aquilinum), un ejemplo de la respuesta vegetal al uso inadecuado del suelo. De una planta recesiva en su ambiente natural, se ha transformado en la peor maleza en los cultivos del mundo, no sólo por su amplia distribución, sino también por la dificultad de su erradicación; tres características suyas explican esta calificación: los animales no lo comen debido a que contiene sustancias cancerígenas, su alta cobertura impide el crecimiento de otros vegetales y su rizoma presenta gran resistencia al fuego.

   Su estrecha relación con la actividad humana comienza en el neolítico, cuando cambió la vegetación debido al empleo del fuego para clarear los bosques. En el siglo XVIII, el helecho común se encuentra en casi toda Europa y se usa en tecnología (tintes y fibras), medicina (vermífugo) y alimentación (verdura, harina); valga como ejemplo una anotación de Humboldt, en el año 1799: "la raíz de Pteris aquilina sirve de alimento a los habitantes de La Palma y La Gomera [Canarias]; la rayan hasta convertirla en polvo y la mezclan con un poco de harina de cebada". En el pasado se hizo pan con la harina del rizoma del helecho común y en algunas culturas -Corea o Japón- aún se usan los frondes como alimento. Lamentablemente se ha demostrado que contiene sustancias carcinógenas y probablemente es el causante de la alta incidencia del cáncer de estómago en esas regiones; no sólo nos afecta a nosotros, también produce cáncer en el ganado que lo come o que bebe agua que contiene sus esporas; por si fuera poco, los compuestos cancerígenos pasan inalterados a la leche. Como todo lo que puede empeorar empeora, añadiré que los frondes contienen sustancias que destruyen la vitamina B1.

Oro en el mar

   La industria minera del oro creada por el Imperio Romano en el noroeste español, seis centenares de explotaciones durantes los dos primeros siglos de nuestra era, no ha sido emulada en ningún momento de la historia. Los movimiento de tierra alcanzaron tal magnitud, a causa del bajo contenido aurífero de los yacimientos, que, hasta el siglo XX, constituyeron los desmontes mineros más importantes de Europa. La región se convirtió en el mayor productor de oro del mundo; Cayo Plinio asegura que se extraían siete mil kilogramos de oro anuales. Escribe el mismo autor “Las montañas de las Hipanias, que por lo demás son áridas y estériles y que no producen ninguna otra cosa, por fuerza han de producir oro”; y añade Estrabón “Entre los ártabros [pueblo galaico]... aflora en la tierra, según dicen la plata, el estaño y el oro blanco, puesto que está mezclado con plata, y aquella tierra la arrastran los ríos, y las mujeres, excavándola con rastrillos, la lavan”.

   Los geólogos saben que, aunque escaso, el oro se encuentra distribuido por todo el mundo; fijémonos entonces en un lugar hasta ahora inexplorado: el océano. El agua oceánica es una sopa condimentada con el tres con veinticinco por ciento de materia sólida, mayoritariamente sal común (cloro y sodio); pero también se encuentran el magnesio, azufre, calcio, potasio, yodo y oro, ¡Sí, también oro, leyó bien el codicioso lector! Naturalmente unos elementos químicos abundan más que otros. ¿Cuánto oro hay en el mar? Un metro cúbico de agua contiene ocho microgramos, lo que nos proporciona diez billones de kilogramos en todos los océanos; compárense con los dos millones y medio que constituyen la producción anual mundial. El océano es una enorme mina de oro que minusvalora los míticos filones de la Galicia romana o los de California y Alaska en el siglo XIX. ¿Podría dragarse el agua marina para extraer el oro? Si, podría hacerse, pero el coste de la obtención sería muchísimo mayor que la venta. Tenemos una enorme mina que no explota nadie... de momento.

   La ría de Vigo es un magnífico lugar para disfrutar el verano; pues bien, en sólo un metro de profundidad de toda su superficie (la he estimado en cien kilómetros cuadrados) habría ochocientos kilos de oro. Cuando este verano, descansando en la playa, el sufrido lector vea el hermoso horizonte azul convertirse en amarillo oro. ¡Prevéngase! La codicia podría estar cegando sus ojos.

Inteligencia de enjambre

Se estima que los insectos, sobre todo las abejas, polinizan a la tercera parte de los vegetales que nos alimentan. ¡Nada menos! La especie de abeja mejor conocida, la doméstica, vive en sociedades formados por tres clases de individuos: las obreras realizan múltiples trabajos, segregan la cera con la que construyen panales, vigilan, limpian, mantienen la colmena, crían las larvas, recolectan el néctar y el polen, y fabrican la miel; la labor de la reina y los zánganos, en cambio, es única -y sospecho más cómoda-, aquélla deposita los huevos y éstos fertilizan a una nueva reina. Muchas especies de abejas, avispas, termitas y hormigas son capaces de lograr asombrosas organizaciones, en las que sus miembros acometen tareas muy diferentes, desde la búsqueda de comida o la construcción del nido, hasta el reconocimiento de los miembros de su propio grupo, incluso son capaces de responder a variaciones de las circunstancias ambientales mediante el ajuste del número de obreras. Las habilidades colectivas de los insectos sociales intrigan a los científicos. ¿Cómo logran construir habitáculos tan complejos? ¿Qué mecanismo regula las actividades individuales en el enjambre? Parece como si un agente invisible coordinase las actividades de todos los individuos; y no es así. El plan de construcción se debe a una sucesión de estímulos que cambia a medida que progresa la construcción. La naturaleza de estas interacciones y el tratamiento de la información individual, así como la diferencia entre el comportamiento solitario y el comportamiento social siguen siendo un misterio; aunque ya se atisba cierta comprensión: los fenómenos de cooperación de los insectos se parecen a los fenómenos de auto-organización que aparecen espontáneamente en estructuras disipativas, tales como las células de convección en los fluidos o las reacciones químicas oscilantes.

Los constructores de robots quieren imitar a estos insectos; pretenden reemplazar grandes robots complejos, pero frágiles, por ejércitos de pequeños robots simples, pero colectivamente robustos. Y han inventado la noción de inteligencia de enjambre para designar la capacidad de un grupo de agentes naturales o artificiales, que coordinan sus actividades con el fin de realizar una tarea global compleja; agentes a los que se ha equipado con reglas de comportamiento sencillas, fundadas en informaciones locales dispersas por el ambiente. El comportamiento colectivo –consideran- quizá sea consecuencia de instrucciones individuales simples.

El escritor se imagina un futuro en el que pululan enjambres de minúsculos robots trabajando en una industria o empleados en un ejército, y no sabe si reír o llorar.