Partícules i més partícules

Per algun motiu, de les teories físiques s’espera que siguin “elegants”. Que amb pocs conceptes expliquin moltes coses o que amb poques peces puguin bastir universos complexes. Que amb una simple fórmula ens obrin un nou horitzó de coneixements. La simplicitat en l’origen és una cosa que els físics busquen des de sempre.
Ja a l’antiga Grècia en Demòcrit va postular que tota la matèria està composta de partícules indivisibles, els àtoms. I quan, molts segles desprès és va comprovar que era cert, el món va semblar més senzill. Tot el que veiem és simplement, el resultat d'interaccions entre un nombre limitat d’àtoms.
Encara va ser millor quan es va descobrir l’estructura dels àtoms. Un nucli, amb un determinat nombre de protons i neutrons, i un núvol d’electrons al seu voltant. Que hi hagués un nombre o un altre de protons era el que determinava el tipus d’àtom.
Per un moment va semblar que la física arribava al seu objectiu d’explicar la complexitat de l’Univers a partir de tant sols tres partícules elementals: el protó, el neutró i l'electró. Una visió aparentment simple i elegant.
Però de seguida va quedar clar que no era tant senzill. Amb els electrons va resultar que tenien parents. Ara sabem que hi ha partícules molt semblants als electrons, però amb masses molt més grans. Son els muons i tauons (o electrons mu i electrons tau). Per algun motiu la naturalesa va tenir el caprici de generar electrons molt més pesants.
També hi ha unes partícules quasi imperceptibles, que no interaccionen amb gaire res que son els neutrins. I en un exercici de marejar als físics, també hi ha tres neutrins. Un associat a l’electró, un al muó i un altre al tauó.
A més, cada una d’aquestes partícules té un contrari. Una partícula igual però amb la càrrega oposada. En el cas de l’electró seria un positró, i la resta tenen la seva antipartícula: antineutrí, antimuó, etc.
I per altra banda, teníem els protons i neutrons, que van resultar no ser tant elementals com crèiem. En realitat estan fets d'uns elements que sempre van en grups de tres, anomenats quarks. Aquestes son unes partícules molt curioses que s’agrupen en tres parelles que els físics han batejat amb uns noms divertits. Tenim el quark “amunt” i el quark “avall”, el “cim” i el “fons” i finalment el “encant” i l’”estrany”.
I, no podia ser d’una altra manera, també hi ha els corresponents antiquarks.
De manera que el somni de la ciència de poder explicar l’Univers amb tres elements s’ha esvaït del tot. Ara tenim tres tipus d’electrons, tres tipus de neutrins i sis tipus de quarks. I cada una d’elles amb la seva corresponent antipartícula. En total dotze partícules i dotze antipartícules.
Les preguntes ara són: Perquè tantes? I perquè aquesta tendència a tenir famílies de tres? Potser és que li agraden els trios a l’Univers?
Segurament hi ha alguna realitat dessota de tot això. I caldrà noves teories per fer-la sortir a la llum. És un camí llarg i complex en busca de la simplicitat i l’elegància.