13.- Origen de los bosones virtuales.

        Se advierte que los contenidos de este apartado son deducciones de un modelo de campos estacionarios. No es información de propósito general como la que solemos buscar en una enciclopedia, y probablemente no se entenderá nada sin haber comenzado por la INTRODUCCIÓN.

Como veíamos en el apartado sobre interacción débil, los bosones W y Z son como arietes de asedio en el mundo de las partículas elementales. No sabemos por dónde ni de dónde vienen, no sabemos por dónde ni adonde se van, pero queda constancia de un impacto tan brutal como el que dejaría un átomo de hierro completo. Es como si estando solos en una sala cerrada recibiéramos una sonora bofetada de un fantasma que no podemos ver, y cuando preguntamos qué puede haber pasado alguien nos dijera: Bueno, eso se explica por el principio de indeterminación de Heisenberg.

Existe una indeterminación que depende de la tecnología y que se puede mejorar, pero incluso anulando el error, la mecánica cuántica nos dice que sigue habiendo indeterminación propia de las funciones de onda, y como es indiscutible que sus predicciones funcionan mejor que las de cualquier otra teoría conocida, será justo pensar que la naturaleza de las partículas es así de indeterminada.

Y así lo será, en cuyo caso es cierto que se deduce un principio de indeterminación que justifica una masa o energía muy grande si existe en un tiempo muy pequeño. El problema es que, por muy justificada que esté la indeterminación, sigue sin explicar de dónde vienen y a dónde se van los bosones virtuales. Si hacemos una pregunta tan clara esperamos una respuesta igual de clara, no desvíos de la atención hacia justificaciones técnicas que no responden a lo que se ha preguntado, cortinas de humo en el lenguaje de los políticos…

¿Tiene la mecánica cuántica una respuesta clara en relación a los bosones virtuales? ¿Hay algún experto que pueda explicar eso, sin que nos veamos obligados a estudiar mecánica cuántica para descubrirlo por nosotros mismos? Hasta el momento doy fe de haber buscado incansablemente a uno solo de tales expertos, y sigo sin encontrarlo, así que no he tenido más remedio que trabajar con las piezas de un rompecabezas incompleto, las que han dejado alguna huella en la historia de la física.

Para modelar un experimento con partículas hacen falta “observables”, que como su nombre indica son propiedades o estados que se pueden medir o detectar, y a los que la mecánica cuántica asigna determinados números cuánticos para introducirlos en una función de onda. Podemos comparar a los observables con las variables independientes de cualquier problema físico, de forma que no tendrá solución cuando los observables no sean suficientes.

Lo mismo que sucede con las variables físicas, puede haber observables que son redundantes y no añaden información al problema, tienen que ser suficientes e independientes. Si la condición se cumple y la función de onda que relaciona a los observables es correcta, entonces equivale a una “transformación” correcta de la realidad que representa. Creo que lo he dicho bien, “transformación” de la realidad y no la realidad misma. Las transformadas en matemáticas parecen ser corrientes cuando se resuelven problemas difíciles de tratar de forma directa, se opera con ellas y la correspondiente transformada inversa facilita la extracción de la información que se busca.

De forma similar, las funciones de onda en mecánica cuántica son transformaciones, de forma que lo que oscila en los campos cuánticos no dejarían de ser observables, a menos que la transformación fuera la igualdad completa con la realidad que representa, pero eso es francamente difícil de creer si los observables no son más que las diferencias que se pueden ver entre las partículas.

La matemática de la mecánica cuántica es excelente, hay que reconocerlo, pero también hay que reconocer que no representa directamente la realidad, que tiene un fuerte carácter estadístico, y que se paga un precio demasiado alto por su eficacia: Una renuncia incondicional en la búsqueda de causas y una puerta cerrada a la realidad. No es de extrañar que la física se haya convertido en un rompecabezas intratable, y desde luego no es de extrañar que no tenga respuesta para explicar el origen de los bosones virtuales.

Si aplicamos el principio de equivalencia de Einstein a un solo gramo de materia tenemos que multiplicarlo por el cuadrado de la velocidad de la luz para obtener su energía, más que suficiente para levantar un millón de toneladas hasta una altura de 9 kilómetros, ¡con un solo gramo de materia! Así es lo que nos dicen las cuentas, pero hay que reconocer que no tenemos otra explicación que la de un principio verificado experimentalmente. La relación entre materia y energía no es menos incomprensible que la dualidad entre corpúsculos y ondas, y nos podemos preguntar si también deberían ser una sola cosa o si se trata de realidades diferentes, que se transforman de acuerdo con la famosa equivalencia.

Podemos ver fragmentos macroscópicos de materia pero no hay constancia de que se hayan visto partículas en estado corpuscular, de modo que no es imposible que la materia y su energía equivalente sean dos formas de observar una sola realidad. ¿Cómo se podría condensar una energía tan grande en un solo gramo de materia, y ser tan inocua como una piedrecita?

¿Y qué sería un bosón virtual según el modelo?

En el apartado 9 acerca de lo que medimos como masa se comparaba la actividad en un campo con un caudal, justificando reacciones que no serían debidas a la inercia de una masa sino a la inercia de una corriente. Como se trata de algo que fluye en todas las direcciones radiales, sus líneas de corriente se deformarán de la misma forma sin que importe la dirección en la que actúen las acciones externas, y como también se decía en el apartado, más adelante veremos que la propagación radial es equivalente a una sola dirección imaginaria, perpendicular a cualquiera de las tres direcciones del espacio.

La energía relacionada con un campo podría ser inmensa pero estar oculta en esa extensión imaginaria, ya que una densidad que disminuye con el inverso del cuadrado del radio podría ser indetectable por encima de un radio muy pequeño. En las proximidades de las proyecciones corpusculares no habría más que interferencias, y en ese contexto la materia sería muy similar a los viejos modelos atómicos. Si las interacciones ocurren en la superposición entre ondas completas, entonces la realidad está oculta en esa dimensión imaginaria, y todo lo que llena el vacío es un mar de interferencias con una densidad promedio muy baja o nula. No podemos ver lo que hay en el vacío porque lo enfocamos puntualmente, como si buscáramos algo muy pequeño. Tendríamos que pensar que hasta lo más elemental de la materia está ocupando todo el vacío.

El modelo presupone que algo fluye en el vacío, en todas partes, y a ese algo le podemos asignar el nombre de “masa primitiva”. El caudal de masa primitiva se relaciona entonces con la capacidad para reaccionar de los campos, que a la vez se relaciona con la masa inercial que medimos. Resumiendo la cadena de relaciones, la masa inercial es equivalente o muy similar al caudal de una masa primitiva, es decir, a la derivada de una masa primitiva. De ser así, la realidad que percibimos es derivativa, porque si toda la materia tiene masa y la masa es una derivada, entonces todo es una derivada.

Una función primitiva puede tener un valor enorme y una derivada muy pequeña o nula, lo mismo que una masa primitiva muy grande podría llenar el vacío siendo nula su derivada. Una realidad así ocultaría monstruos como los bosones W y Z o energías proporcionales al cuadrado de la velocidad de la luz, y solo se dejarían sentir cuando dejan de ser constantes como magnitudes primitivas. Emergerían de la nada como los bosones virtuales y volverían a la nada, como fantasmas que atraviesan durante un instante por la única realidad que podemos detectar, o se volverían inestables y variables como la radiación pura en la que se puede convertir la materia, apareciendo de la nada una energía descomunal y desapareciendo el granito de materia que antes era la proyección localizada de un campo.

En definitiva, el modelo que se ha propuesto nos diría que todo granito de materia es como un enclavamiento local que retiene su extensión ondulatoria, como un almacén imaginario que guarda una energía enorme pero disuelta en la nada. Cuando el granito de materia se vuelve inestable se rompe su enclavamiento y desciende a un estado de menor energía, porque una parte de su extensión ondulatoria se libera como radiación. La materia es luz enclavada en posiciones localizadas.

Como corpúsculos, las partículas son tan inquietas que parecen estar en muchos lugares a la vez, son cambiantes como lo son las derivadas. Por esa razón serían detectables y por eso cumplirían el principio de indeterminación de Heisenberg. Si el corpúsculo no es más que la proyección más densa y localizada del campo estacionario, tan inquieta como una probabilidad, el resto del campo estaría fluyendo sin variaciones y por lo tanto indetectable para cualquier observador que solo puede ver cambios.

Sabemos que las transformaciones nucleares conservan el número de nucleones, la suma de masa y energía, y lo más importante para entender el origen de los bosones virtuales es que también se conserva la carga eléctrica. La figura recuerda lo que sucede con la desintegración de los neutrones, donde un quark “d” con carga -1/3 se transforma en un quark “u” de carga +2/3. Esa es la parte del proceso que da lugar a un protón y exige la inversión de la carga eléctrica de un quark. Para conservar la carga se necesita otra partícula de carga -1, que sería el bosón W-, pero la causa de su masa gigante podría estar precisamente en la inversión de la carga eléctrica del quark. ¿Y por qué se deduce que una inversión de carga tiene que dar lugar a una partícula gigante?

Según el modelo, dos cargas opuestas equivalen a dos estados de mínima energía y sus modos de oscilación serán complementarios, como luces que parpadean con un desfase para que una se encienda cuando la otra se apaga. Así la densidad y la energía del conjunto se reducen, justificando un enclavamiento natural que marca dos fases complementarias de oscilación.

Una inversión de carga eléctrica será por lo tanto un desfase, pero dicho desfase equivale a una variación brusca de la corriente de ondas del campo, es decir, a la ruptura de una corriente constante y un incremento casi instantáneo de su derivada, ya que necesita un tiempo menor que un ciclo completo de oscilación. En consecuencia, si la masa inercial es una representación de la derivada, es evidente que la brusca variación tiene que proyectarse localmente como una partícula de gran masa, pero solo durante un tiempo tan corto como la duración del desfase.

Masa inercial y tiempo de vida deben ser inversamente proporcionales, lo mismo que la variación de una función da lugar a una derivada más grande cuanto más pequeño sea el intervalo de tiempo, y esto es lo mismo que nos dice el principio de indeterminación de Heisenberg cuando se trata de masa y tiempo, quedando justificado el principio de indeterminación y el origen de los bosones virtuales.

Los bosones virtuales son el golpe de ariete que experimenta la corriente de un campo cuando invierte su carga eléctrica, lo mismo que una gran masa de agua circulando por una tubería cuando una válvula se obstruye momentáneamente. Las ondas de materia tienen inercia propia, y dicha inercia es la causa de que las partículas y los cuerpos materiales también la tengan, pero también es la causa de fenómenos tan extraños como los bosones virtuales y energías descomunales que se ocultan en la nada. Los ladrillos de la realidad son cambios o derivadas de otras magnitudes primitivas. La realidad completa es como un río, pero solo somos conscientes de las variaciones de su corriente, como una proyección real que a veces no cumple los principios más elementales de conservación de la masa y la energía.

Si los bosones virtuales no fueran más que proyecciones localizadas de cargas que se invierten, otra consecuencia importante nos conduce al misterio de la antimateria. Efectivamente, se reconoce que la interacción nuclear fuerte se debe a transmutaciones continuas entre protones y neutrones, y que un neutrón y su antipartícula son lo mismo. Eso significa que un protón y su antipartícula están implícitos en cada una de sus transmutaciones si éstas tienen lugar con una inversión de la carga eléctrica. La materia macroscópica parece ser neutra por lo que suponemos que existen tantas cargas positivas como negativas, y eso puede cumplirse independientemente de la proporción entre materia y antimateria… ¿Por qué debería existir materia y antimateria en iguales cantidades si las partículas pueden invertir su carga eléctrica?

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