¿Puede haber vida sin la fuerza débil?

Beta-Decay

Desintegración beta y del neutrón

El 30 de enero de este año, la revista Science News comentó un artículo recientemente publicado en arXiv en el que se afirma que en un universo en el que no existiera la fuerza débil, a pesar de ello sería posible la vida. Al leer el artículo de Science News se me ocurrió inmediatamente una objeción que podía echar por tierra, tanto la tesis del artículo original como el artículo divulgativo. Lo primero que hice fue buscar el artículo original para ver si hacía referencia a mi objeción, ya fuera para discutirla o para negarla, pero no había ni una palabra al respecto. A continuación expuse la objeción en un comentario en la versión web del artículo de Science News, pero hasta el momento nadie me ha respondido. Sin embargo, la objeción me parece muy fuerte, y mientras no se me responda, pienso que el artículo en cuestión está desacreditado.

De acuerdo con el modelo cosmológico estándar y el modelo estándar de física de partículas, existen en el universo cuatro interacciones o fuerzas fundamentales: la gravitación, la interacción electromagnética, y las interacciones fuerte y débil, que regulan el funcionamiento de los átomos y las partículas elementales. En particular, la fuerza débil afecta a todas las partículas elementales: leptones y hadrones, al revés que la interacción fuerte, que afecta sólo a los hadrones.

Veamos algunas de las cosas de las que es responsable la fuerza débil:

  • La desintegración beta de los núcleos atómicos, que consiste en la emisión de un electrón (radiación beta) y el aumento en el número atómico del núcleo, que pasa a tener una carga positiva superior en una unidad a la que tenía.
  • La desintegración de los neutrones libres, que se transforman espontáneamente en un protón y un electrón.
  • La formación de estrellas degeneradas como los púlsares o estrellas de neutrones.
  • La violación de las simetrías P (paridad) y CP (carga-paridad). La primera hace que, para algunas partículas elementales, la derecha no sea igual que la izquierda (lo que inspiró a Isaac Asimov el título de uno de sus libros: El electrón es zurdo). La segunda indica que para restaurar la simetría, no basta con cambiar simultáneamente la paridad (derecha por izquierda y viceversa) y la carga eléctrica (o sea, pasar de un electrón zurdo a un positrón diestro), pues dicha simetría conjunta también puede ser violada por la fuerza débil. Esta violación se considera la explicación más probable para la asimetría entre materia y antimateria en el universo. En efecto, poco después del Big Bang, a medida que el universo se expandía, aparecieron sucesivamente distintos tipos de partículas. Más adelante, cuando estas partículas entraron en contacto, las de materia se fueron aniquilando con las de antimateria, pero como las primeras eran un poco más numerosas (una parte en mil millones), cuando se acabó la antimateria sobró un poco de materia, a partir de la cual se formaron las estrellas, las galaxias y nosotros mismos.

Pues bien: los autores del artículo que estamos comentando parecen suponer que la única acción que produce la fuerza débil, y que desaparecería si dicha fuerza estuviera ausente de un universo hipotético, es la segunda de la lista indicada más arriba. O sea, que los neutrones libres no se desintegrarían espontáneamente y habría muchos más que en nuestro universo. A pesar de ello –sostienen– podrían formarse estrellas y galaxias, y por lo tanto podría surgir la vida.

¿Cuál es mi objeción? Que si no hubiera fuerza débil no habría violación de la simetría CP ni doble desintegración beta y por tanto no habría habido diferencia entre el número de partículas de materia y de antimateria en el principio del cosmos. Toda la materia se habría desintegrado con la antimateria, y ese universo sin fuerza débil no habría contenido ni protones ni neutrones que pudieran formar estrellas y galaxias. Sin materia, no habría sido posible la vida.

¿Cómo es posible que un argumento tan simple no se les haya ocurrido, ni a los autores del artículo que comentamos, ni a los redactores de Science News que lo han divulgado? Que no se les ha ocurrido es evidente. Si no fuera así, habrían tratado de contrarrestarlo con algún argumento. Pero ni siquiera lo han mencionado.

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedInShare on TumblrEmail this to someoneShare on Google+
Escrito por:

Universidad Autónoma de Madrid

Todavía no hay comentarios, ¿Quieres ser el primero?

Deja un comentario