La pregunta se encuadra en el problema que desde hace casi 2500 años vienen investigando filósofos y científicos en relación con la cuestión de qué sucede cuando uno intenta dividir y dividir la materia. Pues hay dos posibles respuestas: la experimental y la teórica.
Empecemos por esta última. En la antigua Grecia se dieron dos respuestas radicalmente distintas al problema. Por un lado Aristóteles pensaba que se podía dividir la materia tantas veces como uno quisiera hasta el infinito. Dicho de otro modo, Aristóteles pensaba que la materia era continua. Por otro lado, la respuesta de Demócrito y la de Platón van por otro camino. Conocéis bien la respuesta del primero de ellos. En el intento de dividir cada vez más la materia uno se topa finalmente con objetos indivisibles, inmutables y eternos: los átomos. Menos conocida es la respuesta de Platón: al dividir cada vez más la materia uno se encuentra con las simetrías. Así Platón pensaba que bajo el aspecto de la materia Tierra subyace la forma del cubo y que bajo el agua subyace la del icosaedro.
Un inciso: las respuestas de esos filósofos son (i) un lúcido intento de sortear las objeciones racionales de Parménides y Zenón a la existencia del movimiento, objeciones que ya os he presentado en un post anterior a este y (ii) parten de una esperanza común: cuanto menor sea un objeto más simple y sencillo será. En el caso de Demócrito lo podéis entender bien: (i) el movimiento es ahora posible porque los indivisibles e indestructibles átomos se mueven en el vacio a distintas velocidades en línea recta y chocando unos con otros y (ii) aunque los átomos son muy simples, al combinarse entre sí pueden dar lugar a la compleja realidad que nos rodea.
Siguiendo con el hilo argumental del presente post, pasemos ahora a las respuestas experimentales. Por seguir un orden histórico, la primera de ellas, la de Dalton en 1805, se apoya en la respuesta teórica de Demócrito. La teoría atómica de Dalton que conocéis bien tiene un amplio apoyo experimental en las leyes de las reacciones químicas, en particular en la ley de conservación de la masa de Lavoisier. En desarrollos posteriores sabéis que esa imagen del átomo se modificó mucho pues ante nuevas evidencias experimentales Thomson supuso que esos átomos indivisibles y eternos se podían dividir y romper. Esto no desanimó en absoluto a los científicos. Sencillamente otras partículas elementales sustituirían al depuesto átomo. Y efectivamente, en pocos años se elaboró un modelo de la materia suponiendo que está formada por tan solo tres partículas elementales: el protón, el neutrón y el electrón. Toda la Química que estudias en el Bachillerato se puede racionalizar siguiendo ese sencillo modelo.
Pero la historia no acaba aquí. A partir de la segunda guerra mundial se empezaron a construir aceleradores de partículas con el objetivo de ver lo que pasa cuando se hacen chocar las propias partículas elementales entre si. El resultado fue el caos total y absoluto. Unas partículas se podían convertir en otras siempre que los aceleradores proporcionasen la energía requerida por la ecuación de Einstein E=mc2. O sea que un acelerador actúa al revés que una bomba atómica, convierte energía en masa.
Al llegar a los años sesenta del siglo pasado había catalogadas más de 200 «partículas elementales» y la desesperación de los físicos iba en aumento: la respuesta experimental a ¿qué es una partícula elemental? había perdido su significado. Al dividir cada vez más la materia lo que te encontrabas era que unas partículas se convertían en otras y las otras en las primeras. Lo dicho, un caos, un drama, el final de una ilusión. La respuesta teórica de Demócrito había agotado su caudal explicativo: las «partículas elementales», ni eran elementales, ni indivisibles, ni inmutables, ni eternas, ni simples y, si se me apura, ni siquiera eran partículas. Un total horror.
Era el momento de explorar la respuesta teórica de Platón: al dividir cada vez más la materia te toparás con las simetrías. ¡Bingo! el éxito fue total y una rama de las matemáticas llamada la teoría de grupos (que no es más que una sistematización de las simetrías presentes en el circulo, en el cubo, en el icosaedro, etc y etc) proporcionó la herramienta teórica imprescindible para poner orden en el caos y proporcionar una visión coherente del mundo subatómico: el denominado Modelo Estándar de partículas e interacciones.
En otra ocasión os comentaré algo sobre ese modelo y como los «ladrillos» (simetrías de spin semientero como el electrón) y los «cementos»(simetrías de spin entero como los fotones) configuran la materia pero para no alargar mas este post lo voy a cerrar con unas palabras de Heisenberg: «En el principio fue la Simetría«.