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Ciencia EXtrema

Desde la atalaya tranquila de nuestro planeta templado y acogedor, José María Campos Cánovas y Daniel Iván Reyes nos invitan a un viaje fascinante. En su compañía observaremos los fenómenos más extraordinarios del Cosmos: visitaremos las estrellas más masivas, los cuerpos más veloces, los lugares más fríos o calientes y los mundos más extraordinarios y diminutos. Ante nuestros frágiles ojos se abre un Universo que bate todos los récords.

El límite de la longitud

Distancia II - Ciencia Extrema podcast - CienciaEs.com

Los viajes de Gulliver es un cuento que estimula nuestra imaginación con la posibilidad de que una misma persona (Lemuel Gulliver) pueda ser un gigante en la tierra de Liliput, en donde es doce veces más grande que sus habitantes, o un ser minúsculo en la tierra de Brobdingnag, doce veces más pequeño que sus habitantes.

Quisiera que este cuento nos sirva de referencia para este podcast porque necesito que siga empleando su imaginación para comprender los detalles de lo que hoy abordaremos. En el podcast pasado sobre el micromundo, fuimos dividiendo el metro de mil en mil partes para entender los milímetros, micras, nanómetros hasta llegar a los picómetros. Hoy quiero que visualice este mismo ejemplo, pero ahora en los zapatos de Lemuel Gulliver. En promedio, usted mide entre 1,6 a 1,8 metros. Si usted fuera mil veces más pequeño de pronto mediría 1,6 mm-1,8mm, es decir, casi 2 mm… ¿puede imaginarlo? Ahora, a esta escala, usted es del tamaño de una pequeña hormiga.

Mire hacia arriba y recuerde su tamaño original. Y ahora que usted mide tan solo 2mm vea sus pies y piense que aún puede ser mil veces más pequeño. Así que allá vamos, reduzcamos su tamaño mil veces más… ahora usted tan solo mide poco menos de 2 micras*… ya no milímetros, sino micras. Mire hacia arriba y recuerde la hormiga, y su estatura original. Ahora, usted es del tamaño de una bacteria. Pero siendo un ser de casi dos micras, de nuevo es posible ser más pequeño. Reduzcamos su tamaño mil veces más hasta medir poco menos de 2 *nanómetros. Ahora usted cabe dentro de un virus.

Hagámoslo una última vez, ahora usted mide únicamente poco menos de 2 nanómetros, pero de nuevo, allá abajo siguen existiendo estructuras en el nivel de los picómetros. Ahora, usted es del tamaño de un átomo y, si voltea hacia arriba, verá a los virus, luego más arriba las bacterias, luego las hormigas y finalmente los humanos. Y hasta aquí llega nuestra dimensión.

Es posible descender más, pero a partir del siguiente nivel, ya no hay elementos químicos, es decir, ya no hay oxígeno para respirar, ni calcio para sus huesos. En el siguiente nivel, el de los femtómetros, sólo hay partículas subatómicas, es decir, aquellas partículas que forman al átomo. Aquí, el movimiento ya no se rige por leyes de la física a las que estamos acostumbrados, el movimiento y comportamiento de las partículas que allí encontraremos ya no es predecible mediante nuestra intuición. Ha llegado el momento, de descender mil niveles más para explicar el mundo subatómico y descubrir juntos, SU NATURALEZA EXTREMA.

Después de tantos descensos, Lemuel Gulliver encogería nuevamente, al menos de hombros, ante estas escalas tan pequeñas que parecen no tener fin. No obstante, lo tiene y lo vamos a descubrir.
Recapitulemos: Estamos en el nivel de los femtómetros. Ahora usted es exactamente del tamaño de un neutrón. Mil veces más grande, allá arriba, está el átomo y, a su vez, mil veces más grande el virus, luego la bacteria, la hormiga y finalmente su antigua estatura de humano ¿Qué hay aquí? Solo hay lugar para partículas más pequeñas que un átomo como protones y neutrones. Aquí operan otras fuerzas que en nuestra escala habitual no operan, como la fuerza nuclear fuerte, que hace que los protones (todos con carga positiva y que por lo tanto se repelen) se mantengan unidos.

Sé que puede parecerle extremo, pero aún es posible encontrar estructuras mil veces más pequeñas. De nuevo, sigamos intentando ser el Gulliver cuántico y supongamos que nuestra medida actual es de poco menos de 2 femtómetros, y nuevamente reduzcamos nuestra estatura mil veces, hasta los attómetros. Esta es la escala de los quarks, pequeñas estructuras que forman algunas de estas partículas subatómicas como el protón y el neutrón.

Si descendemos 1.000 veces más, mediremos dos zeptómetros, y una nueva reducción de otras mil veces tendremos que medirla en yoctómetros. Ahora estamos en 1×10^-24^…

Ya estamos muy cerca del final. En este momento, demos sólo tres saltos más, disminuyamos mil veces más nuestro tamaño, luego otras mil veces más y otras cien mil veces más y hela ahí, la longitud de Planck. 1,6×10^-35^m.

Salgamos a explorar.

La longitud de Plank es la distancia o escala de longitud por debajo de la cual se espera que el espacio deje de tener una geometría clásica… Esto es demasiado pequeño, hemos reducido nuestro tamaño 12 veces, de mil en mil. Nos hemos acercado a una clase de espacio cuántico… salgamos de inmediato y volvamos a nuestra escala.

(Daniel Iván Reyes, 09/2017)


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