Por @Alvy — 24 de Mayo de 2015

Nuestra admirada Physics Girl dedica cinco minutos muy educativos a explicar cómo se las ingenian los físicos para «ver» objetos cada vez más pequeños.

MicroscopioEl viaje comienza con objetos tan pequeños como las células del cuerpo, las motas de polvo o los cristales, que son visibles con microscopios y luz visible como los que pueden encontrarse en muchas tiendas de óptica y los que, quien más quien menos, todos hemos podido experimentar. Basta colocarlos bajo la placa de observación para maravillarse de las formas y texturas que hay a tan pequeña escala.

Microscopio Electrónico (1)Pero la cuestión es que más allá de las moléculas están los átomos y aquí entran en juego los microscopios electrónicos. Están diseñados para objetos tan pequeños que no se pueden ver con luz visible (que llegan normalmente hasta ×2000 aumentos). Y aunque las longitudes de onda empleadas por los microscopios electrónicos son 100 000 veces menores que las de los fotones de luz visible y alcanzan sin problemas los ×10 millones de aumentos, pueden llegar a mostrar -en falso color, pues no puede «verse- hasta las moléculas que componen ciertos materiales.

Microscopio Electrónico (2)Los microscopios electrónicos se aprovechan de la famosa dualidad onda-partícula y de que cuanto mayor es la velocidad de éstas menor es su longitud de onda. Lo que aparece en esas fotografías con colores y forma no es la «realidad», sino su función de onda o probabilidad de que los protones, neutrones y electrones se encuentren en un lugar determinado (lo cual es una simplificación de una explicación teórica mucho más complicada). Una especie de sombra o interpretación de cómo son: parecido al objeto real pero un poco distinto.

Microscopio Electrónico (3)En 2013 se consiguió utilizar algo llamado «microscopía de fotoionización» para «fotografiar» un átomo de hidrógeno, nuevamente con colores y funciones de onda probabilísticas. Y, más allá ¿qué hay? Bueno, los protones y neutrones están compuestos a su vez de quarks, que deben ser más pequeños todavía. Y esos tampoco podemos «verlos» directamente; lo más parecido es deducir cómo son con colisionadores de partículas como el famoso LHC.

Lo cierto es que más allá de momento no hay... nada. Nada es más pequeño que los quarks, aunque algunos físicos teóricos hablan de unas subestructuras llamadas preones que podrían ser sus componentes constitutivos. Pero hay un momento en el que este juego de muñecas rusas se detiene: al llegar a la «longitud mínima de cualquier cosa» que en el modelo físico actual de nuestro universo es de 10-34 metros, la llamada longitud de Planck. Ahí se acaban los objetos «más pequeños».

Una exploración apasionante, aunque a mi personalmente me parece más interesante todavía la del tiempo de Planck. Es lo que tarda un fotón en recorrer la longitud de Planck, viajando a la velocida de de la luz. Un instante breve, brevísimo, tan pequeño que no se puede «medir un tiempo más pequeño»: equivale a lo que dura un «tic» del reloj del universo, si acaso ese concepto existie como tal como algo real.

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