J.J. GÓMEZ CADENAS – El Titi estava orgullós dels seus mobles. Cada dia feia una volta pel taller, xarrava un estona amb els treballadors, donava una mà si era necessari, donava algun consell, oferia tabac a tots, menys al mocós —servidor— que s’afanyava estirant les cingles de cautxú que formaven la base dels sofàs, mentre el meu cosí José Pedro les grapava al conglomerat —fusta de pi, serradura i borumballa— que constituïa la matèria primera amb què treballàvem.

Res de cedre, roure o altres fustes nobles. Els mobles del Titi eren de pi, pobres però sòlids. I pesats: d’això, en donàvem fe cada dissabte, quan tocava repartir.

M’imagine tractant d’explicar al Titi que la matèria primera de la realitat (les partícules elementals) adquireixen massa quan freguen amb una espècie d’èter que omple el buit i que aquest èter constitueix el camp de Higgs. I que si aquestes partícules no tingueren massa (si no existira el mecanisme de Higgs), tampoc la tindrien els seus mobles.

—Tant d’estudiar per a això —gairebé puc veure’l sacsejant el bescoll, pessimista, convençut que el batxillerat, per no dir una carrera de físiques, és tan roí per a la salut com una sobredosi de drogues.

—Però és veritat, oncle. Pensa-hi una mica. Per què pesen les coses?

Les coses pesen perquè tenen massa que al seu torn és atreta per una massa molt major, la de la Terra. I d’on ix la massa d’un objecte macroscòpic, com un sofà de pi? De sumar la massa de totes les seues molècules, que al seu torn s’obté sumant la massa de tots els seus àtoms, que al seu torn consten de protons, neutrons i electrons. Però els protons i els neutrons no són partícules elementals sinó que estan compostos de quarks. Així que els mobles que ens desllomaven escales amunt —pocs ascensors hi havia a l’Espanya dels 70!— no eren, al capdavall, res més que una col·lecció d’electrons i quarks.

Comencem amb els electrons, que tenen una personalitat menys complicada que la dels quarks. Un electró és una mota de matèria que podem caracteritzar amb 3 propietats: una és la seua massa, prou menuda, encara que molt més gran que la massa del meu animal preferit, el neutrí; una altra és la càrrega elèctrica; i la tercera és el seu espín.

Abans de parlar sobre com l’electró adquireix la massa, podem preguntar-nos per què té càrrega elèctrica. La resposta més honesta és: perquè sí. Una manera elegant de dir el mateix és afirmar que la càrrega elèctrica és una propietat intrínseca de l’electró.

Com es manifesta aquesta càrrega? En termes d’amor i odi. Un electró avorreix la proximitat d’un altre electró i com més prop està del seu bessó, més ganes té d’eixir corrents. Al contrari, un electró se sent atret pel seu doppleganger, és a dir, un electró de càrrega positiva —o positró: el doble, reflex o ombra de l’electró en la versió alternativa de la realitat coneguda com a antimatèria. Tots aquests sentiments complexos es poden resumir de manera bastant àrida dient que hi ha una força (la força elèctrica o de Coulomb) que atrau càrregues de signe contrari i repel·leix càrregues del mateix signe. L’atracció o la repulsió és directament proporcional a les càrregues i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa.

D’on ix aquesta força? Una manera d’explicar-la és imaginar que la càrrega elèctrica de l’electró genera un camp, çò és, una pertorbació de l’espai que l’envolta. Aquest camp, que anomenem camp elèctric, és molt intens prop de la càrrega i decreix a mesura que ens n’allunyem. La intensitat del camp és proporcional a la inversa de la distància que ens separa de la càrrega, així que, fins i tot a distàncies molt grans, no és exactament zero. En altres paraules, un electró (anomenem-lo q) altera tot l’espai que l’envolta —fins i tot si aquest espai està buit, sense mitjà material que suporte aquesta alteració— a causa de la seua càrrega elèctrica. Qualsevol altre electró de l’univers (que podem anomenar Q) sent el camp i, al seu torn, cada electró de l’univers crea el seu propi camp elèctric. El resultat és una força atractiva si les càrregues són de signe contrari i repulsiva si són del mateix signe.

Per què la càrrega elèctrica ve en dues variants, positiva i negativa, la qual cosa fa que el camp elèctric puga atraure o repel·lir altres càrregues? Perquè sí. Per què la càrrega elèctrica és discreta (és a dir, no hi ha partícules elementals amb un continu de càrrega entre, diguem, la càrrega d’un electró i la de dos electrons)? Perquè sí també. Una vegada que acceptem tots aquests “perque sí” podem explicar el comportament de les càrregues elèctriques, no sols en repòs (electrostàtica) sinó també en moviment (electrodinámica). En el segle XIX James Clerk Maxwell va escriure les seues famoses equacions, capaces de descriure els fenòmens elèctrics i magnètics en termes d’una teoria unificada, l’electromagnetisme. I al llarg del segle XX, aquesta teoria es va estendre per a descriure objectes microscòpics (com els electrons) que es regeixen per la mecànica quàntica. En resum, els físics del segle xxi entenen els fenòmens electromagnètics tant microscòpics com macroscòpics en termes d’unes poques propietats intrínseques de les partícules elementals (uns quants perquè sí, com ja hem vist).

I què té tot això a veure amb la massa dels electrons, per no dir amb les taules, cadires, butaques, aparadors i armaris del taller del Titi?

Elemental, benvolgut Higgs. La següent qüestió que ens plantejarem (en la pròxima entrega) és si la massa dels electrons és també una d’aquestes quantitats perquè sí, com la seua càrrega elèctrica, o si podem explicar-nos-la a partir d’un altre perquè sí, encara més elemental…

© 2012 Conec. Tots els drets reservats.