Hideki Yukawa: la partícula invisible

I. La partícula invisible

1934. Universidad Imperial de Osaka. Un profesor de veintisiete años le da vueltas a una pregunta.

El núcleo atómico contiene protones y neutrones. Los protones tienen carga positiva, y las cargas del mismo signo se repelen. ¿Cómo pueden permanecer unidos tantos protones en un espacio tan pequeño?

Debe intervenir otra fuerza. A distancias nucleares puede imponerse a la repulsión eléctrica; un poco más lejos, se debilita rápidamente. Poner nombre a esa interacción, tan intensa y de tan corto alcance, todavía no la explica.

Hideki Yukawa se pregunta si el intercambio de una partícula aún desconocida entre nucleones podría describirla. Para contar la idea suele dibujarse a dos personas lanzándose una pelota. La imagen hace imaginable el intercambio, pero no explica la atracción: lanzar una pelota corriente no acerca a los jugadores. El trabajo de verdad corresponde a la teoría cuántica.

¿Qué es, entonces, esa «pelota»?

Yukawa relaciona el alcance de la fuerza con la masa de la partícula y calcula algo más pesado que un electrón y más ligero que un protón. No rellena una casilla vacía con un nombre cualquiera. Lo nuevo debe responder a una escala nuclear que ya se conoce.

Ningún experimento la ha observado. Pero tampoco es cierto que solo se conocieran tres partículas: fotones y positrones ya formaban parte de la física. Yukawa no añade una cuarta pieza mágica. Propone una nueva con una tarea concreta.

En 1935 publica On the Interaction of Elementary Particles. El nombre de mesón, adoptado después, conserva la idea de algo intermedio. Hoy la descripción de las fuerzas nucleares es más compleja, pero el camino que abrió fue realmente fecundo.

El artículo no recibe una atención amplia de inmediato. Entre la propuesta y su reconocimiento hay discusiones, experimentos y espera. No hace falta que todo Occidente se encoja de hombros con desprecio para comprender la soledad de un investigador joven.

A finales de los años treinta, una partícula de los rayos cósmicos parece prometedora. Resulta ser el muon, sin el papel esperado en la interacción fuerte. En 1947, los trabajos de Lattes, Occhialini, Powell y otros identifican el pion. Una masa parecida no basta: también importa cómo se comporta la partícula.

En 1949 Yukawa recibe el Nobel de Física y se convierte en el primer japonés premiado con un Nobel. Una sociedad que se reconstruye tras la guerra encuentra ahí algo más que un honor profesional: todavía es posible crear.

Pero no nos interesa únicamente el premio. Antes del descubrimiento, ¿cómo deja alguien sitio para lo que aún no se ha visto?

II. Zhuangzi

De niño, Yukawa lee con su abuelo los Cuatro Libros: las Analectas, Mencio, el Gran Saber y la Doctrina del Justo Medio. Primero repite las palabras, sin entenderlas necesariamente. Las frases antiguas entran en la vida como sonidos. El sentido puede llegar más tarde.

En secundaria se acerca a Laozi y Zhuangzi. El Zhuangzi se convierte en una lectura que lo acompaña durante mucho tiempo.

Más adelante, sus ensayos aparecerán reunidos en inglés como Creativity and Intuition: A Physicist Looks at East and West. El hombre que escribe ecuaciones también se pregunta por algo difícil de encerrar en ellas: ¿cómo crece la imaginación?

¿Qué le dio Zhuangzi?

El sueño de la mariposa inquieta al yo despierto. La alegría de los peces vuelve interesante la pregunta «¿Cómo lo sabes?». El árbol inútil detiene nuestra medida habitual de la utilidad. Esos relatos no borran todas las diferencias. Nos permiten advertir que siempre estábamos mirando desde algún lugar.

Yukawa escribió sobre la alegría de los peces y dejó una caligrafía con los caracteres de «conocer la alegría de los peces». Hay ahí cercanía y simpatía hacia la naturaleza. Pero imaginar su alegría no demuestra que los peces estén alegres. Escuchar al mundo y tener ya su respuesta son cosas distintas.

Para quien propondrá una nueva partícula, esa lectura puede ser tierra fértil. La tierra no es el manual de instrucciones del fruto. No deduce una masa para la física. Tal vez ayude, en cambio, a no cerrar una pregunta antes de que llegue la respuesta.

III. Una grieta que puede abrirse

Desde Comte, este grupo de ensayos vuelve sobre una pregunta: ¿qué cuenta como saber? Exigir que el conocimiento se someta a prueba tiene fuerza. Excluir cualquier pregunta que todavía no quepa en nuestras medidas encierra otro peligro.

Pero no podemos formar con Descartes, Kant, Comte y el Círculo de Viena una fila en la que todos repitan: lo que los ojos no ven, el pensamiento no debe tocarlo.

Tampoco podemos decir que Oriente nunca trazó límites.

Dentro de cada tradición hay disputas, imaginación audaz y exclusiones rígidas. Las lecturas que forman a una persona son más complicadas que un mapa dividido en dos.

La sinceridad de la Doctrina del Justo Medio, la vacuidad budista y las transformaciones de Zhuangzi tampoco nombran una misma cosa. «La forma es vacuidad» no significa que lo visible y lo invisible sean indistinguibles. No garantiza la existencia de una partícula desconocida.

Queda otra posibilidad. Un libro antiguo puede aflojar una costumbre y permitir otra manera de preguntar. Su regalo no tiene por qué ser una respuesta. A veces nos deja volver un poco la cabeza.

La física de Yukawa tampoco prescinde de sus predecesores. Las fuerzas nucleares, los campos cuánticos, Heisenberg y Fermi están dentro de su problema. Los físicos europeos también proponían objetos no observados. Dirac, al que acabamos de leer en esta serie, es un ejemplo evidente.

El valor de Yukawa no consiste en prescindir de pruebas, sino en plantear, cuando aún faltan, una pregunta a la que las pruebas posteriores puedan responder. La diferencia entre muon y pion lo recuerda: la realidad no está obligada a acomodarse a una conjetura hermosa.

La grieta no pertenece, por tanto, a una sola civilización. Alguien la abre y sigue dispuesto a que el mundo lo corrija. La imaginación y la comprobación no tienen que ser enemigas.

IV. Yukawa y Dirac

Dirac predijo la antimateria; Yukawa, el mesón. Ambos permitieron que la teoría señalara una partícula nueva antes de la confirmación experimental. Esa semejanza merece conservarse.

Sus puntos de apoyo, sin embargo, no eran idénticos.

En Dirac destacan las dificultades internas de una ecuación. Las soluciones de energía negativa no anunciaron automáticamente el positrón. Entre el resultado formal y su interpretación física hubo dudas, revisiones e imaginación.

En Yukawa aparece delante una fuerza intensa que no llega lejos. ¿Qué campo y qué masa podrían explicar ese alcance? Imágenes y cálculos se empujan mutuamente. Un dibujo de dos personas jugando a la pelota no engendra por sí solo una teoría.

¿Dónde está entonces Zhuangzi?

Quizá más atrás, en un lugar difícil de rastrear. Quien ha leído historias de transformación y cambios de perspectiva quizá no busque respuestas nuevas únicamente en cajones viejos. Es una forma de comprender la lectura, no de reconstruir cada pensamiento del instante de un descubrimiento.

El Zhuangzi no contiene una fórmula del mesón. Decir que alimentó a Yukawa es muy distinto de deducir su teoría del sueño de la mariposa. La inspiración literaria no necesita disfrazarse de prueba científica para merecer respeto.

Dirac también necesitaba imaginación. Yukawa también estaba limitado por las ecuaciones. Asignar a uno solo matemáticas y al otro solo intuición oriental empequeñece a los dos.

Pongámoslos mejor ante dos escritorios vecinos. En uno, la forma matemática interroga a la física. En el otro, un problema físico busca su forma. Ambos deben levantar la vista para ver si el mundo está de acuerdo.

V. Nishida Kitarō

En Kioto nos encontramos también con Nishida Kitarō, que ya apareció en esta serie.

Cuando Yukawa estudiaba, su filosofía era una presencia intelectual importante en la ciudad. Una presentación de la Universidad de Kioto recoge también que Yukawa asistía a sus clases. El contacto importa, pero asistir a una clase no proporciona un origen filosófico a cada descubrimiento posterior.

La nada absoluta de Nishida resulta especialmente tentadora como puente. Una partícula no vista termina siendo descubierta: ¿no parece un tránsito de la nada al ser? Sin embargo, no observado describe una situación del conocimiento. La nada absoluta es una cuestión filosófica, no un almacén donde aguardan partículas listas para salir.

La vacuidad de Nāgārjuna tampoco es ese almacén. No es una materia prima llena de pensamientos que espera convertirse en materia. Acercar varios sentidos de «nada» puede iniciar una pregunta. Identificarlos borra las diferencias.

Aquí interesa más un joven que puede escuchar filosofía y estudiar física sin entregar antes la mitad de sí mismo. Las preguntas difíciles no siempre se distribuyen por departamentos. Un lector tampoco crece necesariamente en una sola lengua.

Una pregunta que sale de un aula puede acompañarlo a otra. No para resolver en lugar suyo el trabajo que allí se hace, sino para que siga preguntando.

VI. El viajero

La autobiografía de Yukawa se llama Tabibito: El viajero.

El nombre le sienta bien. Trabaja en Kioto y Osaka, viaja después a Princeton y Columbia, y vuelve a Kioto. Junto a esos recorridos están los viajes entre libros y entre disciplinas.

No todo cruce tiene que terminar con Oriente y Occidente fundidos en uno. Una misma persona lleva frases antiguas, formación matemática moderna, dudas a solas y objeciones de colegas. No siempre armonizan. Aun así, pueden intervenir en una misma creación.

Nuestra pregunta por el conocimiento se ensancha un poco. Qu Yuan ya ha traído otra voz; Nāgārjuna no es solo una negación extrema. Yukawa nos devuelve ahora a un trabajo concreto, donde lecturas de distintas procedencias se encuentran con cálculos y experimentos.

El viajero no proclama que ambas orillas sean iguales porque haya cruzado un puente. Simplemente no tiene que dejar para siempre, en el lugar de partida, todos los libros que ha leído.

VII. Después de la guerra

Agosto de 1945. Hiroshima. Nagasaki.

Ante esos nombres, comprender el núcleo deja de ser una frase sobre un escritorio. ¿En qué instituciones entrará el conocimiento? ¿De quién será el poder, a qué vidas llegará? Una ecuación correcta no responde por nosotros.

Pero tampoco hay una línea sencilla desde el artículo del mesón hasta la bomba atómica. La fisión no desgarra la fuerza fuerte: un núcleo pesado se divide en productos que, en conjunto, están más ligados, y libera energía. La teoría de mesones no fue el principio técnico directo para construir la bomba.

El premio de 1949 sigue siendo un estímulo importante en el Japón de posguerra. No borra automáticamente ni los sufrimientos ni las responsabilidades del país. Muestra a muchos que, después de la destrucción, sigue siendo posible un trabajo creador.

En 1955 Yukawa firma el Manifiesto Russell–Einstein y más tarde participa en las actividades por la paz de Pugwash. No pide dejar de comprender el núcleo. Pide mirar de frente lo que las armas nucleares podrían destruir.

El nombre de Nobel también recuerda una tensión entre conocimiento, tecnología y paz. Pero no necesitamos contar ambas vidas como una misma historia de expiación. Descubrir no basta. Las decisiones posteriores y quién soporta sus consecuencias requieren respuestas de científicos, ciudadanos e instituciones.

VIII. La cabecera del puente

En este puente imaginario, Yukawa llega en silencio.

Le gustan los libros y necesita soledad. Eso no obliga a borrar de su creatividad a los colegas, las discusiones y las colaboraciones. También la gente callada vive entre preguntas y respuestas ajenas.

Sube al puente. Mira alrededor.

Comte, Popper, Fichte, Thatcher, Woolf. También Qu Yuan y Nāgārjuna. No basta con repartirlos en un equipo europeo y otro asiático. Cada cual ha traído su propio camino.

Yukawa se detiene en el centro. No como árbitro entre civilizaciones, sino como alguien acostumbrado a ir y venir entre páginas distintas.

Ve a Dirac. Podemos imaginar que ninguno se apresura a comparar quién tuvo primero una imagen y quién una ecuación. Saben que una hoja llena de símbolos aún está lejos del mundo. Solo su respuesta permite saber por dónde se ha encontrado un paso.

Ve a Nāgārjuna. Aquí no espera una vacuidad llena de conciencia para que los físicos extraigan partículas. Quizá solo un recordatorio: no confundir la propia explicación con algo que ya no necesita condiciones.

Saca del bolsillo un libro viejo: el Zhuangzi. Ese volumen gastado lo hemos colocado nosotros en la escena. No invocamos una biografía que demuestre que llevó ese ejemplar consigo toda la vida.

Abre el sueño de la mariposa y vuelve a cerrar el libro. Bajo el puente corre el agua. Quizá haya peces.

Una mariposa no es un mesón; un sueño no es un experimento. El relato no adelantó las respuestas de la física nuclear. Puede primero hacer que alguien se detenga y advierta que el mundo familiar aún admite otra manera de preguntar.

Yukawa guarda el libro. El puente continúa. Un texto antiguo lo ha acompañado hasta aquí. Lo que queda exige que él siga preguntando, y que el mundo responda.