Desintegración del protón¿mueren los protones?

¿Se desintegran los protones? Super-Kamiokande nunca ha visto decaer un protón, lo que sitúa la vida media del protón por encima de 10³⁴ años. Que los protones decaigan o no depende de teorías de gran unificación que no están confirmadas. El final del juego «Decaimiento del protón» te pide esperar al final del universo y ver cómo decae el último protón. Es un final que exige espera de verdad, y su condición de desbloqueo incluye «esperar 24 horas en la vida real».

Esta página explica primero cómo desbloquearlo, luego el estado real de la desintegración del protón y, por último, la investigación de física de partículas relacionada: los quarks, la antimateria, por qué hay más materia que antimateria y los neutrinos.

Cómo desbloquearlo

• Pista: Algunos finales solo se alcanzan esperando de verdad.
• Condición: Desbloquea «El último protón», presencia el final del universo y luego espera 24 horas en la vida real.
• Recompensa: Desbloquea el nodo del destino «Fábrica cósmica» en la constelación de la Energía.

El final pertenece a la categoría Física. La descripción del nodo «El último protón» es elegir quedarse al final del universo y ver decaer el último protón. Este final exige una espera real de 24 horas. Esa espera es una decisión de diseño del juego, no un requisito de ningún experimento de física.

El estado real de las cosas

• Nunca visto: Super-Kamiokande nunca ha visto decaer un protón.
• Límite de vida media: La vida media del protón supera los 10³⁴ años.
• De qué depende: Que los protones decaigan depende de teorías de gran unificación que no están confirmadas.

En el panorama del futuro lejano del universo, la desintegración del protón es un «quizá». Un estudio calculó el destino del universo dentro de billones de años y más allá: las estrellas se apagan, los protones quizá decaen y los agujeros negros acaban evaporándose (Adams y Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997). La evaporación de los agujeros negros viene de otro descubrimiento: los efectos cuánticos hacen que los agujeros negros irradien energía lentamente, así que no son eternos (Hawking, Nature, 1974).

Qué hay dentro de un protón

• El modelo de quarks: Murray Gell-Mann propuso que los protones y neutrones están hechos de «quarks» más pequeños, y puso orden en el zoo de partículas (Gell-Mann, Physics Letters, 1964).
• Libertad asintótica: Cuanto más cerca están los quarks, más débil es su interacción, y cuanto más lejos, más fuerte tiran uno del otro. Esto explica por qué los quarks siempre están confinados (Gross y Wilczek, Physical Review Letters, 1973).
• El líquido perfecto: Las colisiones de iones pesados recrearon el plasma de quarks y gluones de los primeros microsegundos del universo, y se comporta como un líquido casi sin viscosidad (Colaboración STAR, Nuclear Physics A, 2005).

Por qué hay más materia que antimateria

• Las condiciones de Sájarov: Andréi Sájarov enumeró las tres condiciones necesarias para que el universo produzca más materia que antimateria, y siguen siendo el punto de partida de la investigación (Sakharov, JETP Letters, 1967).
• Violación de CP: La desintegración de los mesones K (kaones) mostró que las leyes de la física para la materia y la antimateria no son perfectamente simétricas (Christenson, Cronin, Fitch y Turlay, Physical Review Letters, 1964).
• La ecuación de Dirac: Paul Dirac combinó la mecánica cuántica y la relatividad para describir el electrón, y las soluciones de la ecuación predijeron, de forma inesperada, la antimateria (Dirac, Proceedings of the Royal Society A, 1928).
• El positrón: Carl Anderson fotografió un electrón con carga positiva en los rayos cósmicos, la primera vez que los humanos vieron antimateria (Anderson, Physical Review, 1933).

Neutrinos

Tras años de espera junto a un reactor nuclear, los investigadores lograron atrapar esta «partícula fantasma» que apenas interactúa con nada (Cowan, Reines et al., Science, 1956). Más tarde, el detector Super-Kamiokande descubrió que los neutrinos cambian entre tres tipos, lo que significa que tienen masa (Fukuda et al., Physical Review Letters, 1998). Super-Kamiokande es también el mismo detector que «nunca ha visto decaer un protón».

Todo lo anterior es investigación real relacionada. Es contexto de la física de partículas y no puede ni probar ni descartar la desintegración del protón.

Ficción del juego, no real

Las palabras que deja atrás la desintegración del protón son ficción.

¿Quieres leer los originales? Busca estos títulos

• Gell-Mann (1964): "A schematic model of baryons and mesons"
• Gross y Wilczek (1973): "Ultraviolet behavior of non-abelian gauge theories"
• Sakharov (1967): "Violation of CP invariance, C asymmetry, and baryon asymmetry of the universe"
• Christenson et al. (1964): "Evidence for the 2π decay of the K2 0 meson"
• Dirac (1928): "The quantum theory of the electron"
• Anderson (1933): "The positive electron"
• Cowan, Reines et al. (1956): "Detection of the free neutrino: a confirmation"
• Fukuda et al. (1998): "Evidence for oscillation of atmospheric neutrinos"
• Colaboración STAR (2005): "Experimental and theoretical challenges in the search for the quark–gluon plasma"
• Hawking (1974): "Black hole explosions?"
• Adams y Laughlin (1997): "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"