Acceleració: Indica com varia la velocitat en un temps determinat. Per als físics, l’acceleració pot significar tant anar cada vegada més ràpid com anar cada vegada més a poc a poc. Pràcticament mai no parlem de frenar, sinó d’acceleració negativa.

Accelerador de partícules: És la màquina que els físics utilitzen per estudiar les partícules atòmiques i subatòmiques. En els acceleradors d’altes energies les partícules s’acceleren fins a assolir velocitats molt altes (i, per tant, energies també molt altes).

Hi ha dos tipus d’acceleradors d’altes energies: els lineals (com el de l’SLAC, Stanford Linear Accelerator) o els circulars (com l’LHC, Large Hadron Collider, o els del Fermilab). En els acceleradors de partícules circulars, es fan accelerar dos feixos en sentit oposat per fer-los col·lidir. En els punts on aquests dos feixos xoquen, uns detectors enormes analitzen i registren totes i cadascuna de les partícules que s’originen en la col·lisió. No solament hi ha acceleradors de partícules als grans laboratoris: també en tenim alguns a casa, com, per exemple, els vells televisors o els monitors d’ordinador (els que eren molt gruixuts), que usaven tubs de raigs catòdics, que són acceleradors de partícules en miniatura!

Antimatèria: Està formada per antipartícules, de la mateixa manera que la matèria està formada per partícules. El motiu pel qual la matèria va guanyar l’antimatèria a l’inici de l’univers és un dels misteris que encara no es poden explicar. El físic teòric Paul Dirac va predir l’existència de l’antimatèria l’any 1928, però no se’n va crear en un laboratori fins al 1965, gesta que es va aconseguir al CERN (Centre Europeu d’Investigació Nuclear) i al Laboratori Nacional de Brookhaven. L’antimatèria no es produeix en grans quantitats, ja que és la substància més cara del món. Per comprar un mil·ligram d’antimatèria has d’estalviar 60.000 milions de dòlars aproximadament. Tot i ser tan cara, podria tenir molts beneficis: alguns estudis suggereixen que pot ser útil per destruir teixits cancerosos. Encara que el principal interès de la indústria és fer-la servir com a combustible (o com a arma!), ja que quan es destrueix la matèria amb l’antimatèria es genera moltíssima energia (segons l’equació d’Einstein: E = mc²). Es creu que només necessitaríem 10 mil·ligrams d’antimatèria per fer arribar una nau a Mart.

Antipartícula: Per a cada partícula existeix una antipartícula, que té exactament la mateixa massa, però té totes les càrregues de signe oposat. Algunes partícules de càrrega neutra (és a dir, que no tenen càrrega) són iguals que les seves antipartícules (com el fotó). Per exemple, l’antipartícula d’un electró és una partícula de càrrega elèctrica positiva anomenada positró. L’any 1932 Carl D. Anderson va trobar el positró en unes col·lisions de raigs còsmics en cambres de boira (detectors de partícules). Si les partícules i les antipartícules es troben poden aniquilar-se entre elles i produir altres partícules.

Antiquark: És l’antipartícula d’un quark (vegeu quark més avall).

Àtom: Cap a l’any 1900 es creia que els àtoms eren les partícules més petites que formaven la matèria. Però ara sabem que no és així. Els àtoms tenen un nucli de càrrega positiva (format per protons i neutrons que alhora són compostos per quarks) al voltant del qual es troben núvols d’electrons (de càrrega negativa). El 1808 Dalton explicava que els àtoms eren unes boletes esfèriques que no es podien dividir en res més. Gairebé vuitanta anys més tard, el 1984, Thomson va descriure l’àtom com una esfera de matèria de càrrega positiva amb uns electrons (de càrrega negativa) incrustats al seu interior. Al model atòmic de Thomson també se l’anomenava «pastís de panses», ja que era la imatge que tothom tenia al cap quan s’imaginava aquests àtoms. El 1911 Rutherford va explicar en el seu model que els electrons giraven al voltant d’un nucli central (com la Terra gira al voltant del Sol). Va descobrir que l’àtom estava pràcticament buit. Avui sabem que el 99,999999999999% de l’àtom és espai buit. Si els protons i els neutrons mesuressin un centímetre, els electrons serien més petits que el diàmetre d’un pèl i, no obstant això, l’àtom seria més gran que trenta camps de futbol. El 1913 Niels Bohr va proposar un nou model atòmic segons el qual els electrons giraven al voltant del nucli en uns nivells d’energia ben definits (com tots els planetes al voltant del sistema solar).

Big Bang: Aquesta teoria descriu el naixement de l’univers a partir d’una gran explosió. En el moment del Big Bang es van crear la matèria, el temps i l’espai. L’univers s’ha anat expandint des d’aleshores. Per fer-vos-en una idea, podeu utilitzar un globus: pinteu-hi amb un retolador alguns punts i després infleu-lo. Veureu com els punts es van allunyant entre si. D’una manera semblant, l’univers s’està fent cada vegada més gran.

Big Crunch: És una de les teories existents sobre el destí de l’univers. Segons el Big Crunch (o teoria de la gran implosió), l’expansió de l’univers s’anirà aturant fins que es comenci a ajuntar tot de nou (com si es desinflés el globus d’aire de l’explicació del Big Bang). Segons aquesta teoria, tot l’univers tornarà a concentrar-se en el punt original en què va començar. Però no us preocupeu, encara falta molt de temps perquè això passi!

Bosó de Higgs: És una partícula fonamental responsable que altres partícules tinguin massa. L’existència del bosó de Higgs va ser proposada per Higgs, Englert, Brout, Guralnik, Hagen i Kibble el 1964. Va ser detectada per primera vegada el 4 de juliol de 2012 a l’LHC del CERN.

Bosons: Formen part de les partícules fonamentals. Entre els bosons hi ha els quatre portadors de les forces: el fotó, per a la força electromagnètica; el gluó, per a la força nuclear forta, i els W i Z per a la força nuclear feble. A més, també forma part d’aquest grup de partícules el bosó de Higgs. Si es confirma una teoria quàntica de la gravetat, també els gravitons serien bosons responsables de la força de la gravetat. Però aquesta partícula esmunyedissa, si és que existeix, encara no s’ha trobat.

Bottom (fons): És una partícula fonamental que pertany a la tercera generació de quarks. És el segon quark més massiu del model estàndard. Va ser descobert al Fermilab l’any 1977. Al principi van pensar a dir-li bellesa (beauty), però, finalment, el van anomenar bottom. Té la seva pròpia antipartícula, anomenada antiquark bottom (antiquark fons).

Buit: En el món quàntic, el buit no és com l’imaginaríem quan diem que un pot de galetes és buit (perquè encara que tinguem molta gana, no surten galetes del no-res). En el món quàntic, el buit conté partícules que apareixen i desapareixen molt ràpid (tan ràpid que tot i que veiessis aparèixer galetes dins del teu pot, malauradament no tindries prou temps per menjar-te-les totes).

CERN: Centre Europeu de Recerca Nuclear. El CERN és un centre mundial d’investigació científica. Fonamentalment, se centra en la investigació de física de partícules i vol entendre com va començar l’univers i de què és fet. Per estudiar l’origen de l’univers, al CERN s’ha construït l’accelerador de partícules més gran del món, l’LHC (de les sigles en anglès Large Hadron Collider / el Gran Col·lisionador d’Hadrons). El CERN es va fundar l’any 1954 i està situat a la frontera entre França i Suïssa. A part de molts descobriments en el camp de la física, al CERN s’han dut a terme molts desenvolupaments tecnològics, com, per exemple, la World Wide Web (www), el 1989.

Charm (encantat): És una partícula fonamental que pertany a la segona generació de quarks. És el tercer quark més massiu del model estàndard. Va ser descobert el 1974 a l’SLAC (Stanford Linear Accelerator) i al Laboratori Nacional de Brookhaven. Té la seva pròpia antipartícula, anomenada anticharm (antiencantat).

Contracció de longitud: Quan viatges a una velocitat propera a la de la llum, els objectes es contrauen i la seva massa augmenta. Si poguéssim veure un partit de tennis relativista (en el qual la pilota fos gairebé tan ràpida com la velocitat de la llum), veuríem que la pilota s’aplata cada vegada que un dels tennistes còsmics la colpeja. En realitat, tant la contracció de longitud com la dilatació del temps són fenòmens que es produeixen a totes les velocitats (fins i tot a la velocitat d’un cargol). No obstant això, si la velocitat és petita, ni tan sols ho percebem.

Criptografia quàntica: L’any 1984, Charles Bennett i Gilles Brassard van idear el primer protocol per enviar missatges encriptats quànticament. Amb aquest protocol es construeix una clau secreta. Aquesta clau s’utilitza per desxifrar un missatge. La clau s’envia mitjançant fotons (partícules quàntiques), i la informació s’obté usant uns filtres exactes. Només hi ha una oportunitat per obtenir la informació d’aquestes partícules, ja que en observar-les (com passa a qualsevol partícula quàntica), les modifiquem. Si algú intercepta la clau secreta, pel simple fet d’observar-la, la destruirà i mai més no servirà per desxifrar el missatge final. D’aquesta manera, pots enviar un missatge secret cent per cent segur!

Dilatació del temps: A mesura que ens movem més i més ràpid, el temps transcorre més a poc a poc. En viatjar a una velocitat propera a la velocitat de la llum, vivim més lentament. Igual que la contracció de longitud, la dilatació del temps passa per a totes les velocitats. No obstant això, quan la velocitat és petita, els efectes són mínims i no ens n’adonem. De fet, si creues els Estats Units amb avió, en baixaràs essent una deumilionèsima de segon més jove!

Down (avall): Es tracta d’una partícula fonamental que pertany a la primera generació de quarks. Juntament amb el quark up (a dalt) i els electrons, formen tota la matèria. Va ser descobert a l’SLAC i al Laboratori Nacional de Brookhaven. Té la seva pròpia antipartícula anomenada antiquark down (antiquark avall).

Electró: L’electró pertany a una classe de partícules fonamentals anomenades leptons (com que és una partícula fonamental, de moment no se sap que pugui ser dividida en altres partícules més petites). Combinats amb els protons i els neutrons, els electrons creen els àtoms. I, juntament amb els quarks up i down, formen tota la matèria que coneixem. L’electró va ser proposat teòricament per Stoney i descobert per Thomson el 1897. Els electrons també poden existir fora dels àtoms, formant corrent elèctric. És gràcies als electrons que podem veure la televisió, carregar els telèfons mòbils i tenir totes les comoditats que l’electrònica ens ha proporcionat. La seva antipartícula es diu positró. Quan l’electró i el positró es troben, s’aniquilen mútuament i es produeixen fotons.

Electronvolt: És una unitat d’energia que equival a posar en moviment un electró en el buit amb una diferència de potencial d’1 volt.

Energia fosca: Actualment, la majoria dels científics creuen que la matèria que coneixem és tan sol el 4% del que hi ha allà fora, el 26% és matèria fosca, i la resta, el 70%, és energia fosca. Aquesta última és la responsable que l’univers s’estigui expandint cada vegada més ràpidament. Si aquesta teoria és certa, el futur del nostre cosmos és expandir-se cada cop més i més fins a convertir-se en un lloc fred i solitari.

Entrellaçament (EPR): L’entrellaçament és una propietat quàntica que va ser plantejada el 1935 per Einstein, Podolsky i Rosen. Si dues partícules estan entrellaçades, comparteixen una connexió que els permet influir l’una en l’altra de manera instantània, tot i estar molt separades. Imagina que tens dues monedes quàntiques entrellaçades: si una moneda marca cara, l’altra sempre haurà de marcar creu. Ara n’enviarem una a Europa i l’altra a Austràlia. Com que són monedes quàntiques, les tindrem marcant cara i creu simultàniament (gràcies al principi de superposició). Què passarà si observem que la moneda que és a Europa marca cara? En aquest moment destruïm la superposició. Sorprenentment, la moneda que és a Austràlia també deixarà d’estar en superposició i sempre marcarà creu. En altres paraules, el que passa a una moneda afecta l’altra de manera instantània, tot i estar allunyades.

EPR, Einstein Podolsky Rosen: Aquests tres científics van plantejar el 1935 un experiment mental amb què volien demostrar que la mecànica quàntica havia de tenir algun error: no era completa. Aquest experiment mental se centrava en una peculiaritat estranya que apareixia en les equacions de la física quàntica: l’entrellaçament (vegeu entrellaçament). Per als tres científics, el fet que les partícules poguessin tenir aquestes «comunicacions fantasmagòriques a distància» era inconcebible. Einstein havia escrit en la seva teoria de la relativitat especial que res no podia viatjar més ràpid que la velocitat de la llum i, aparentment, l’entrellaçament violaria aquest límit de velocitat còsmic. Tot i això, el 1964, John Bell va proposar un mètode per demostrar que l’entrellaçament existeix, però amb una peculiaritat: no hi ha informació que viatgi més ràpid que la llum, preservant així la teoria d’Einstein. Amb aquest article del 1935, els tres científics pretenien demostrar que alguna cosa no funcionava en la física quàntica, i, sense voler-ho, van descobrir un dels principis més sorprenents de la quàntica: l’entrellaçament.

Fermilab: El Fermi National Accelerator Laboratory és un laboratori de física de partícules, anomenat així en honor d’un dels pioners en la física de partícules, Enrico Fermi. Al Fermilab hi ha el segon accelerador més potent del món (el primer és al CERN, a la frontera entre França i Suïssa). El Fermilab es va fundar el 1967 a Chicago (Estats Units). Allà es van descobrir el quark bottom i el quark top.

Fluctuacions quàntiques: En física clàssica diem que l’energia es conserva, es pot transferir d’un àtom a un altre, però la resultant final sempre és la mateixa. T’ho pots imaginar com si fossin les monedes que hi ha en un país; poden passar de persona a persona, però al final sempre n’hi ha les mateixes. En el món quàntic, però, petits valors d’energia poden fluctuar en intervals temporals petits. Un exemple d’aquestes fluctuacions quàntiques es produeix amb les partícules virtuals, que poden existir durant un breu període de temps en demanar un préstec d’energia suficient per tenir massa. Aquesta energia prestada és la fluctuació quàntica. O tornant a l’exemple de les monedes, és com si poguessis crear monedes durant un curt període de temps. Tot i que seria una ganga poder comprar coses creant monedes del no-res, per als comptables seria un maldecap!

Forat negre: És una zona de l’espai on la gravetat és tan forta que ni tan sols la llum se’n pot escapar. Com que no hi ha res que pugui viatjar més ràpid que la llum, no en surt res. Els forats negres es formen quan una gran quantitat de massa es concentra en una zona molt petita. Aquest procés pot ocórrer de diverses formes; una d’aquestes formes té lloc quan un estel esgota el seu combustible i s’esprem fins que tan sols fa pocs quilòmetres de diàmetre. Sempre s’havia cregut que res no podia sortir d’un forat negre. Però una nova teoria explica que van deixant anar, molt lentament, unes partícules anomenades radiació de Hawking. Aquesta radiació fa que els forats negres acabin desapareixent. Però això succeeix tan a poc a poc que ha de passar moltíssim temps abans que el forat negre es consumeixi. Així que potser no és la presó eterna de l’univers, però és millor que no t’hi acostis, si no vols que et surtin cabells blancs mentre esperes que t’alliberin.

Forces fonamentals, les quatre: Perquè l’univers funcioni correctament no només cal tenir les partícules que formen la matèria que veiem. També són necessàries les forces responsables que sigui un univers en moviment, un univers viu. Les quatre forces són: l’electromagnètica, la nuclear forta, la nuclear feble i la gravitatòria.

Força electromagnètica: Aquesta força fonamental és el resultat de la unificació de la força elèctrica i la magnètica. És l’encarregada de mantenir units àtoms i molècules. És, a més, la responsable de l’electricitat i el magnetisme, la base de la llum, els raigs X, microones i ones de ràdio. Els fotons són els bosons mesuradors d’aquesta força.

Força de la gravetat: És la força fonamental que descriu com les masses s’atreuen entre si. Gràcies a la força de la gravetat, tenim la sensació de tenir pes quan estem sobre un planeta. També és gràcies a ella que ens mantenim «atrapats» a la Terra, i explica per què els planetes giren al voltant del Sol. Isaac Newton va ser el primer a formular la teoria general de la gravitació i la va exposar en la seva obra Philosophiae naturalis principia mathematica. Alguns anys més tard, Albert Einstein explicaria com funciona la gravetat en la seva teoria general de la relativitat. En la famosa teoria, Einstein explicava l’espaitemps com si fos un matalàs gegant. De la mateixa manera que si t’estires en un matalàs tou al costat d’una persona molt més corpulenta que tu et passaràs tota l’estona intentant evitar caure cap al teu company, una estrella, com el Sol, deformaria el matalàs còsmic fent que els planetes orbitessin al seu voltant.

Força nuclear feble: És la que permet la transmutació d’unes partícules a altres. Gràcies a aquesta interacció, per exemple, un neutró pot decaure en un protó i emetre radiació. Els bosons mediadors d’aquesta força són els W i Z. Gràcies a aquesta força les estrelles brillen en el firmament i tenim el nostre astre rei, el Sol. El 1968 Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam i Steven Weinberg van desenvolupar una teoria que unificava les forces electromagnètiques i la força nuclear feble en una única interacció electrofeble. Tots tres van guanyar el premi Nobel de Física el 1979.

Força nuclear forta: És la responsable que els quarks estiguin units dins de protons i neutrons i, indirectament, l’encarregada que els nuclis atòmics es mantinguin units. Els bosons mediadors d’aquesta força són els gluons.

Fotó: Són les partícules que formen la llum. Són de la família dels bosons (com el bosó de Higgs o els gravitons). Portadores de les forces electromagnètiques, no tenen massa i viatgen en el buit a 300.000 quilòmetres per segon. Són les partícules més ràpides de l’univers. El 1905, Albert Einstein va introduir el concepte del quanta de llum (després anomenats fotons) per explicar l’efecte fotoelèctric (complementant la hipòtesi que la llum fos una ona).

Gluó: És una de les partícules fonamentals i el bosó responsable de la força nuclear forta. No té massa ni càrrega elèctrica, sinó color (com els quarks). El nom prové de l’anglès glue, pega, atès que és el responsable de mantenir «enganxats» els quarks en el nucli. Si intentem separar dos quarks d’un àtom reaccionarien com si estiréssim una corda elàstica gluònica que els unís. Aquest fenomen genera molta energia gràcies a la famosa equació E = mc².

Gravitó: És la partícula fonamental encarregada de transmetre la força de la gravetat. El gravitó és un bosó (igual que el bosó de Higgs). Els gravitons s’han predit en els models de gravetat quàntica, però encara no s’han descobert experimentalment.

Incertesa de Heisenberg, principi d’: Aquest principi diu que no podem conèixer la posició de les partícules (on són exactament) i la seva velocitat al mateix temps. Si més no, no de manera exacta. Això té efectes curiosos: si una partícula estigués parada (és a dir, tingués velocitat zero), hauria d’ocupar un espai infinit (podria ser a qualsevol lloc). D’altra banda, si sabessis exactament on és, no sabries si es mou o no. Si coneixes una de les dues magnituds, l’altra la desconeixes del tot. La mateixa llei s’aplica a l’energia i el temps. Gràcies a això, es pot crear matèria del buit…, però per molt poc temps.

Leptó: És una de les partícules elementals conegudes (com els quarks). Hi ha sis leptons coneguts (amb les seves corresponents antipartícules): l’electró, el muó, el tau i els tres neutrins. El primer leptó que es va descobrir va ser l’electró.

LHC (Large Hadron Collider): El Gran Col·lisionador d’Hadrons, la construcció del qual ha costat desenes de milers de milions d’euros, és un accelerador de partícules de 27 quilòmetres de circumferència creat en el CERN i és la màquina més freda de l’univers (està a uns 271°C sota zero). En ell s’acceleren protons a gran velocitat: fan 11.245 voltes a l’accelerador cada segon. Aquests protons es fan xocar entre si a grans energies per poder estudiar els quarks i les partícules subatòmiques que van existir en els primers instants del Big Bang. Gràcies a aquests experiments, els científics esperen trobar respostes a alguns dels grans enigmes de l’univers: què va passar en els moments inicials de l’univers?, per què hi ha més matèria que antimatèria?, com es comporta el recent trobat bosó de Higgs?, etc.

Los Alamos National Laboratory (LANL): El Laboratori Nacional de Los Alamos es va fundar durant la Segona Guerra Mundial als Estats Units per coordinar el desenvolupament del Projecte Manhattan, que tenia com a missió fabricar les primeres armes nuclears. Aquest laboratori segueix sent la icona que recorda als científics la gran responsabilitat que comporta el domini del món que ens envolta. La ciència pot fer molt de bé, però també molt de mal. Són les nostres eleccions les que faran decantar la balança cap a un costat o l’altre.

Matèria: Els nostres llibres de text ens diuen que l’univers està format només d’àtoms i de les seves partícules subatòmiques. Doncs bé, el que diuen aquests llibres no és 100% cert. El que està format per aquestes partícules, i que podem estudiar, és la matèria ordinària. I per matèria ordinària em refereixo a tu, a mi, a tots els que ens estan escoltant i als planetes, les estrelles i les galàxies. Doncs bé, encara que ens sembli molt, aquesta matèria ordinària representa tan sols el 4% del que conté el nostre univers. La resta l’ocupen la matèria fosca i l’energia fosca.

Matèria fosca: Segons les estimacions actuals, el nostre univers està format per, aproximadament, el 26% de matèria fosca. Aquesta matèria fosca no s’ha aconseguit veure ni detectar de manera directa. És com una matèria invisible per a nosaltres; per això l’anomenem «fosca». Les galàxies concentren la majoria de la massa visible al centre; és per això que les estrelles giren al voltant del seu centre, com si fossin cavallets de fira. Perquè les estrelles no surtin disparades han d’estar atrapades, i aquí és on entra la força de la gravetat. Tot i això, la força gravitatòria que generen totes les estrelles que podem veure no és suficient per mantenir-les totes juntes. Si la matèria ordinària existís només a les galàxies, les estrelles sortirien disparades. Tanmateix, no és així. Es mantenen en òrbita com si estiguessin lligades per uns fils invisibles a l’interior de les galàxies. I els físics pensen que aquests fils invisibles els construeix precisament la força gravitatòria d’una matèria invisible, la matèria fosca.

Model atòmic de Bohr: Niels Bohr, el 1913, va unir el model atòmic de Rutherford a la branca de la ciència que acabava de néixer: la física quàntica. El model de Rutherford amagava un gran enigma. En ell, els electrons feien voltes circulars a l’entorn de l’àtom d’una manera semblant a com els planetes orbiten al voltant del Sol. Una de les grans diferències entre els planetes i els electrons, però, és que aquests últims tenen càrrega elèctrica. Aquesta «subtilesa» marcava una gran diferència: les càrregues en moviment radien i, per tant, perden energia. Si els electrons perdien energia en els seus viatges al voltant del nucli, devien acabar col·lapsant, caient sense remei en espiral fins a estavellar-se contra el nucli atòmic. Bohr va aconseguir explicar l’estabilitat de les òrbites electròniques gràcies a la quantització de l’energia que Planck havia postulat uns quants anys abans. En el seu nou model, va suposar que els electrons només tenien permès moure’s en unes òrbites específiques i caracteritzades pel seu nivell energètic. A aquestes òrbites estables se’ls podia assignar un número enter (de l’1, 2, 3, en endavant) «n» que seria batejat com a «número quàntic principal». Els electrons podien «saltar», absorbint o emetent energia, d’una òrbita permesa a una altra, però no podien existir fora de les zones d’aquestes òrbites. La resta de l’espai buit els estava prohibit.

Model estàndard: És el nom que té la teoria actual de la física de partícules. Aquesta teoria explica que tota la matèria és construïda a partir de dotze partícules fonamentals que se separen en dos tipus: sis leptons i sis quarks. Els sis leptons són l’electró, el neutrí electrònic, el muó, el neutrí muó, el tau i el neutrí tau. I els sis quarks són l’up, el down, el charm, l’strange, el top i el bottom. També descriu els bosons responsables de les forces: el fotó, els bosons intermedis, els gluons i el famós bosó de Higgs.

Muó: És una classe de partícules fonamentals anomenades leptons (per ser una partícula fonamental, de moment no se sap si es pot dividir en altres partícules més petites). Pertany a la segona generació de leptons (al costat de l’electró, que pertany a la primera, i al tau, que pertany a la tercera). La massa del muó és més gran que la de l’electró. La seva antipartícula és l’antimuó. Carl D. Anderson va descobrir el muó el 1936 mentre observava la radiació còsmica.

Neutrí: Són partícules fonamentals del grup dels leptons. Tenen una massa molt petita i és molt difícil detectar-los, ja que gairebé no interaccionen amb les altres partícules. La major part dels neutrins passen a través de la Terra sense interactuar-hi ni tan sols una vegada, com si fossin fantasmes. El neutrí va ser proposat el 1930 per Wolfgang Pauli. Cada segon travessen el teu cos 100.000.000.000.000 neutrins que provenen del Sol (també quan dorms, ja que travessen la Terra). Tots els neutrins són esquerrans i els antineutrins (les seves respectives antipartícules) són dretans.

Neutró: És una partícula subatòmica sense càrrega elèctrica. La seva massa és una mica superior a la del protó. Els neutrons es troben al costat dels protons en el nucli dels àtoms.

Nucli atòmic: És la part central de l’àtom amb càrrega positiva i està format per protons i neutrons. El primer que va pensar que l’àtom estava format per un nucli i per electrons que orbitaven al seu voltant va ser Rutherford el 1906.

Öpik-Oort: És un núvol de cometes i asteroides que es troba als límits del nostre sistema solar. Es creu que alguns dels cometes que podem veure des de la Terra s’han originat en el núvol d’Öpik-Oort.

Partícula fonamental: És una partícula que no està formada per unes altres de més petites (que es coneguin). És l’element més petit que hem pogut identificar. Segons la teoria actual, les partícules fonamentals són les que es descriuen en el model estàndard: els bosons (fotons, bosons W i Z i bosó de Higgs), els leptons i els quarks. Tota la resta està formada a partir d’aquestes partícules fonamentals.

Partícula subatòmica: És una partícula més petita que l’àtom.

Partícules («monedes») virtuals: Les partícules virtuals existeixen durant un instant de temps molt curt. Es produeixen en el buit quàntic i es generen a parells: cada partícula amb la seva antipartícula.

Positró: Antipartícula de l’electró que, al contrari que aquesta, té càrrega positiva. La va predir Paul Dirac el 1928 i va ser descoberta el 1932 pel físic nord-americà Carl David Anderson.

Principi d’exclusió de Pauli: Wolfgang Pauli va establir el 1925 el seu principi d’exclusió, que ens diu que no hi pot haver dos fermions (com els electrons) idèntics en el mateix lloc.

Protó: És una partícula subatòmica carregada positivament i una de les que constitueixen el nucli dels àtoms. Els protons estan formats per tres quarks: dos ups i un down.

Quark: Els quarks són, juntament amb els leptons, les partícules que construeixen tota la matèria. De moment, són les partícules més petites que l’home ha descobert. Hi ha sis tipus de quarks que corresponen a tres generacions o famílies. La primera família: els quarks Up i Down. La segona família: Charm i Strange. I la tercera família: Top i Bottom. Cada quark té el seu antiquark corresponent. Els neutrons estan formats per un quark up i dos quarks down, mentre que els protons els formen dos quarks up i un de down. Els quarks van ser predits per Murray Gell-Mann el 1964, que va guanyar el premi Nobel de Física l’any 1969 pels seus descobriments sobre partícules elementals. Els quarks van ser observats en els experiments de l’accelerador de partícules lineal SLAC entre els anys 1967 i 1973.

Relativitat especial, teoria de la: La teoria de la relativitat especial va ser publicada per Albert Einstein el 1905. Aquesta teoria explica que la velocitat de la llum en el buit és sempre la mateixa. Tant si estàs aturat a la Terra, com si ets dins d’un supercoet espacial que es mogui a 200.000 quilòmetres per segon, sempre veuràs que la llum viatja a 300.000 quilòmetres per segon (també fem servir la lletra «c» per abreujar la velocitat de la llum). Aquesta teoria explica fenòmens tan estranys com la dilatació del temps i la contracció de longitud. Gràcies a aquesta teoria, sabem que no existeixen un espai i un temps absoluts en l’univers, ja que tots dos depenen de la velocitat a la qual et mous.

SLAC National Accelerator Laboratory: SLAC són les sigles de Stanford Linear Accelerator Center. És el laboratori de física de partícules i astrofísica amb l’accelerador lineal més llarg del món. Aquest laboratori va ser fundat el 1962 a la Universitat de Stanford, Califòrnia (Estats Units).

Strange («estrany»): És una partícula fonamental que pertany a la segona generació de quarks. Murray Gell-Mann va proposar la seva existència el 1964 en adonar-se que hi havia partícules que no podien existir només amb els quarks up i down. Va ser descoberta en un experiment a l’SLAC l’any 1968. Té la seva pròpia antipartícula anomenada antistrange (antiestrany).

Super Kamiokande: És un detector de neutrins enterrat a mil metres sota terra, a la muntanya Kamioka, al Japó. Aquest superdetector de neutrins va iniciar les seves observacions el 1996.

Superposició, principi de: El principi de superposició és un dels més peculiars de la física quàntica (encara que, com ja heu vist, no és l’únic!). El principi de superposició diu que totes les possibilitats existeixen al mateix temps. La superposició es destrueix (o es col·lapsa) quan algú l’observa. Posem-ne un exemple: imagineu que tinc un gobelet amb un dau a dins, que el remeno i que el poso de cap per avall. Quan l’aixeco, veig que el dau marca sis. El nostre sentit comú ens diu que abans d’aixecar el gobelet, el dau marcava sis (simplement desconeixíem aquesta informació). La visió quàntica diu que abans d’aixecar el gobelet, el dau marcava totes les cares a la vegada. És just en l’instant en què observem el dau que tan sols una de les opcions sobreviu. En una bifurcació, una partícula quàntica pot passar pels dos camins alhora. Però si decidim observar com és possible que una partícula faci una cosa tan curiosa i traiem el cap per veure-la passar pels dos camins, pel simple fet d’observar, la partícula decideix passar tan sols per un dels dos camins.

Takió: Són partícules que existeixen a les pel·lícules de ciència-ficció. Són les que ens permetrien dominar els viatges en el temps.

Tau: Forma part d’una classe de partícules fonamentals anomenades leptons. Pertany a la tercera generació de leptons (al costat de l’electró, que pertany a la primera, i al muó, que pertany a la segona). La massa del tau és la més gran de tots els leptons. Alguns científics pensen que les podem trobar als forats negres. La seva antipartícula és l’antitau.

Teleportació: Gràcies a la ciència-ficció, la teleportació és un concepte que ens és molt familiar. Amb la teleportació quàntica, podem fer que un objecte que es trobava en el punt A aparegui en un punt B sense passar per cap lloc intermedi. En la teleportació s’utilitza el fenomen de l’entrellaçament de les partícules.

Teoria unificada, o teoria del tot: Una teoria unificada, si existís, ens permetria explicar-ho tot: des del comportament de la partícula més diminuta fins als moviments de les estrelles que descansen en els confins del firmament. La física moderna sembla estar dividida en dos camps molt diferents entre si. D’una banda, la relativitat general, que engloba la gravetat i se centra en les estrelles i galàxies. I, d’altra banda, la mecànica quàntica, que explica els diminuts àtoms i partícules, com també les altres tres forces conegudes. Les equacions matemàtiques de la gravetat no es poden fer coincidir amb les de la mecànica quàntica. No existeix, de moment, una teoria comprovada que reconciliï quàntica i relativitat. Trobar aquesta equació amb la qual poder explicar-ho tot és la quimera de la ciència.

Top (cim): És una partícula fonamental que pertany a la tercera generació de quarks. És la que té més massa. Va ser l’últim quark que es va descobrir. Això va ser el 1995 al Fermilab. De moment, el Fermilab (fins que entri en funcionament l’LHC del CERN) és l’únic accelerador de partícules prou potent per poder generar aquest quark. Té la seva pròpia antipartícula anomenada top antiquark (antiquark cim).

Túnel, efecte: Un dels avantatges del fet que les partícules tinguin propietats d’ones i partícules és l’efecte túnel. Permet que les partícules travessin barreres o murs.

Up (a dalt): Es tracta d’una partícula fonamental que pertany a la primera generació de quarks. Juntament amb el quark down (avall) i els electrons, forma tota la matèria. L’existència d’aquests quarks va ser predita per Murray Gell-Mann el 1964 i va ser descoberta a l’SLAC el 1967. Té la seva pròpia antipartícula anomenada up antiquark (antiquark a dalt).

Velocitat: És el tros d’espai que aconsegueixes moure’t en un instant de temps determinat.

Velocitat de la llum: La llum viatja a 300.000 quilòmetres per segon. És la velocitat màxima permesa al nostre univers. Res no es pot moure més ràpid que la llum.

W i Z, partícules: És una de les partícules fonamentals i el bosó responsable de la força nuclear feble. Són molt massives i s’encarreguen de canviar les altres partícules fonamentals, els quarks i els leptons. Van ser descobertes en el CERN el 1983.

Zwicky: Físic i astrònom suís. El 1933 va ser el primer a deduir l’existència d’una matèria invisible entre les galàxies, la matèria fosca, tot i que no va aconseguir convèncer els seus col·legues. Uns quaranta anys més tard, Vera Rubin, estudiant les rotacions de les galàxies, va reprendre la idea de la matèria fosca.