Un segle de quàntica
Rolf Tarrach és un dels nostres científics més prestigiosos. Per les seves investigacions –la cromodinàmica quàntica– i per les seves altes responsabilitats: va ser president del CSIC, rector de la Universitat de Luxemburg i president de l’ Associació d’ Universitats Europees. Imparteix conferències i publica llibres sobre ciència, com ara De la materia al cosmos (Funambulista), amb aquest explícit i exacte subtítol: El siglo de la física cuántica y relativista. És un resum didàctic i entretingut de tot el que avui se sap sobre la matèria i sobre el cosmos i de com ho hem sabut, anecdotari inclòs, des de l’any 1925, quan Einstein ens va lliurar la seva teoria de la relativitat general. Coincideix el llibre amb la celebració del congrés Ciutat i Ciència, a Barcelona, on ha parlat també el doctor Tarrach.
Quan va començar l’ univers?
Fa 14.000 milions d’anys, amb el big bang .
Déu va prémer el botó?
Déu no entra en l’equació.
Abans del big bang, què hi havia?
Aixo no ho sap ningú.
Després del big bang, què va passar?
Durant els tres primers minuts hi va haver quarks lliures. Es van associar en neutrons (neutres) i protons (positius).
Des del tercer minut, què va passar?
Protons i neutrons s’uneixen: nucleons.
Després dels nucleons, què va passar?
Cada nucli (+) va atreure electrons (-).
Això conforma un àtom, oi?
Primers àtoms: hidrògen i heli.
Quan va ser això?
Després de 380.000 anys del big bang : l’univers, després del primer plasma dens i ardent, es va refredar. L’àtom és neutre.
Els àtoms formen tota la matèria?
Sí. La matèria és només el 4% del cosmos.
Només el 4% de tot l’univers? I llavors... Què és el 96% restant?
Un 70% és energia fosca. I un 26% és matèria fosca.
I què és la matèria fosca? I què és l’energia fosca?
No ho sabem encara.
Doncs llavors... No sabem res!
No sabem res, certament. Però... La física ho revelarà d’aquí a uns deu anys.
Sí? Vostè és físic: per què ho és?
Per això, perquè la física és la manera més senzilla d’explicar la natura, d’entendre-la, i aquesta era la meva vocació.
Per què va passar a la física quàntica?
Em desafiava que sigui tan contraintuïtiva. Les nostres connexions cerebrals, formades en la física clàssica, preveuen que si aquest got de vidre cau de la taula, descendirà fins a terra i quan xoqui es trencarà...
Sí, esclar.
Això passa en la física clàssica, culminada per la física relativista d’Einstein. Però no passa en la física quàntica! A escala de partícules subatòmiques, elementals, passen coses molt diferents!
Quines coses?
Que una mateixa partícula estigui en dos llocs alhora. Que dues partícules enormement distants estiguin entrellaçades....
Va captar tot això Einstein?
Einstein va captar que espai i temps són el mateix, i va captar que el mateix són m assa i energia, en diversos graus, i sent la velocitat de la llum una constant.
Per què va parlar ell de “relativitat”?
Si viatges a la velocitat de la llum (300.000 quilòmetres per segon) per la galàxia i tornes al cap d’un any teu, tu seràs un any més vell... Però jo hauré mort 3.000 anys abans.
Relatiu. El temps és relatiu, llavors?
Exacte. I a més Einstein va estudiar la gravitació i va captar que l’espai-temps... és corb. Això era l’any 1925: llavors vam assolir un primer model de l’univers.
Avui som al 2025, un segle després.
I van venir científics com Feynman, que va treballar amb Oppenheimer en el projecte Manhattan...
La bomba atòmica!
El vaig tractar i era genial: a les seves aules tocava el bombo... Amb Feynman afegeixo al meu olimp de físics posteinstenians Heisenberg, Schrödinger, Dirac i Pauli.
Què van aportar?
Com fer una mecànica quàntica relativista, una electrodinàmica quàntica, computació quàntica, cromodinàmica quàntica, superfluïdesa, nanotecnologia... El cosmos, explicat des de les seves partícules.
Què ens diu avui la cosmologia?
Que l’univers és com un suflé: s’expandeix des de tots els seus punts i en totes direccions. Ah, i aquesta expansió s’accelera, s’accelera...
D’aquesta manera, doctor, com i quan acabarà l’univers?
Ningú ho sap, tampoc, encara.
Tornem a estudiar les partícules elementals, sisplau.
Fermions (formen matèria), al seu torn leptons, neutrins (lleugeríssims, sense càrrega), muons i tauons ( com electrons però amb més massa) i quarks (que formen protons i neutrons); i bosons (aporten força): W, Z, gluons, fotons i Higgs.
Entenc que, per sota d’aquestes partícules... Ja no n’hi ha d’altres?
No, que avui sapiguem. L’univers és més energia que massa. Sabem per Heisenberg que el buit no és el no-res, que en el buit hi ha fluctuacions d’energia.
Llavors, digui’m: què és la realitat?
La realitat és la probabilitat observable d’un resultat. Els errors successius, acumulats, desencadenen progrés.
Som lliures? O predeterminats?
Venim predeterminats en gairebé tot..., i la gràcia justament viu en aquest “gairebé”.
Confia a saber-ho tot un dia?
“Confia!, però comprova”. Aquest és el meu lema en la ciència... I en la vida.
