¿Por qué hay algo en lugar de nada?

Según la teoría del Big Bang, en el Universo primigenio había la misma cantidad de materia y antimateria. Aunque no pueden viajar en el tiempo para comprobarlo, es algo que los físicos de partículas ven en los pequeños Big Bangs creados por choques de protones en el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más grande del mundo, cerca de Ginebra. «Los físicos sabemos que la materia y la antimateria son incompatibles, que una partícula y su antipartícula –el electrón y el positrón, por ejemplo– se aniquilan y producen energía pura», indica Gómez Cadenas, investigador Ikerbasque en el Donostia International Physics Center (DIPC). Y eso supone un problema: si en el origen del Universo había la misma cantidad de materia y antimateria y ambas se aniquilan, ¿cómo ahora hay algo?

«Da la impresión de que no somos el resultado del Big Bang, sino el resultado de lo que sobró del Big Bang», aventura Cossío, catedrático de Química Orgánica en la Universidad del País Vasco y director científico de Ikerbasque, la Fundación Vasca para la Ciencia. Gómez Cadenas y él creen que la culpa de que en el Universo primitivo sobrara algo la tiene el neutrino, una partícula sin carga que sería al mismo tiempo su antipartícula. «El neutrino actúa como un agente doble: se desintegra tanto a materia como a antimateria. Pero, como todos los agentes dobles, el neutrino tiene su agenda y se desintegra un poquito más a materia. Y ese poco de materia que sobrevive a la escabechina es nuestro Universo».

¿Cómo puede demostrarse que el neutrino es su propia antipartícula y pasó algo así hace 13.700 millones de años? «Hay una reacción nuclear misteriosa, la de un átomo de xenón que se transforma en un catión de bario y en dos electrones, que sólo se puede dar si el neutrino tiene esa propiedad. El problema es que esa reacción es rarísima», indica Cossío. «Necesito poner una tonelada de xenón en un tanque a presión, esperar un año y, si hay suerte, al final podré ver en mitad del tanque un átomo de bario y dos electrones», explica Gómez Cadenas, que hace diez años dirige el experimento NEXT que busca esas desintegraciones en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC), en el Pirineo oscense a unos 850 metros de profundidad.

NEXT sería capaz de ver los dos electrones de esa desintegración, aunque no sin problemas. Aun en el corazón de la montaña, en el LSC la radiactividad natural genera por cada posible reacción «diez millones de sucesos de ruido. Es como si los dos electrones que quieres identificar fueran una gota de lluvia que cae en tu cristal en medio de un chaparrón», ilustra el físico. Ahora mismo, el experimento NEXT elimina la mayoría de ese ruido, pero no todo, así que los investigadores no pueden estar seguros de que la reacción buscada haya tenido lugar.

Hace dos años, en un encuentro de investigadores de Ikerbasque –«lo que Juanjo llama ejercicios espirituales», apunta el director de la Fundación vasca para la Ciencia–, Gómez Cadenas le contó a Cossío que todo se solucionaría si dieran con un modo de detectar el átomo de bario, pero nadie sabía cómo hacerlo. «Que detectes dos electrones y además el catión bario, sólo puede deberse a esta reacción. Ahí ya no hay ruido que valga. Y yo le respondí, chulito: 'Pues los químicos sí sabemos cómo detectar bario'. Cuando empezó a darme las especificaciones técnicas, cada dato era más terrible. Pero el asunto me picó y le dije una frase que es ahora nuestro lema: 'La situación es desesperada, pero no grave'».

Se pusieron a trabajar y en junio pasado publicaron en 'Nature' un artículo con la demostración de cómo detectar ese átomo de bario. La trampa que han diseñado el químico y su equipo es una molécula fluorescente verde que, si captura el bario, se vuelve azul. Gómez Cadenas, Cossío y Guenette, física de la Universidad de Harvard especialista en la detección de electrones, tienen seis años para dar con la reacción varias veces y demostrar el hallazgo sin lugar a dudas. «Si detectamos los dos electrones y el bario, habremos probado que el neutrino es su antipartícula y respondido a por qué estamos aquí», dice Gómez Cadenas. Un hallazgo equiparable al del bosón de Higgs o la detección de las ondas gravitacionales, descubrimientos galardonados con el Nobel.