El Japonio

Juan Manuel Montes (01-06-2018)

Mazinger Z pilotado por Koji Kabuto (nieto de su creador, el Profesor Kabuto).

Permítanme que en esta ocasión les hable de la serie de dibujos animados que, ya sea por su originalidad o por la tierna edad con que la vi por primera vez, más ha influido en mí. Me refiero a Mazinger Z, una serie de animación japonesa creada por el dibujante y guionista japonés Gō Nagai, que se estrenó en Japón en 1972, y en España, en 1978, logrando una notoria popularidad. La serie animada también tuvo una versión en cómic (manga), que pasó inadvertida en nuestro país. La serie narraba las proezas de Mazinger Z, el primer robot gigante tripulado, batallando contra un ejército de robots terroristas (los brutos mecánicos) ideados por la mente brillante, pero enferma, del llamado Dr. Infierno, que tenía como diabólico plan dominar el mundo.

Siendo Mazinger Z una serie de ciencia-ficción, carece de sentido exigir rigor científico a los distintos elementos de su argumento. Pero resulta divertido elucubrar, estirando las ideas que se exponen en la serie, para dilucidar su grado de verosimilitud. Naturalmente, muchos de los elementos argumentales de toda la serie quedan expuestos en el primer episodio. En él se presenta al Profesor Juzo Kabuto haciendo una demostración a la prensa (una idea bastante irreal de cómo funciona la Ciencia) sobre las virtudes del nuevo elemento químico, el japonio (japanium en inglés), que había descubierto en un estrato profundo a los pies del monte Fuji. (Y hasta la fecha, todavía no hallado en ninguna otra parte del planeta, pese a la insistente búsqueda desatada a raíz de su descubrimiento.) El japonio resulta ser un elemento de carácter probablemente metálico verdaderamente extraordinario, no solo por su punto de fusión inusitadamente elevado (en torno a los ¡6000 ºC!, casi la temperatura de la superficie del Sol), sino también porque de él puede extraerse una cantidad inmensa de energía en forma lumínica (la energía fotoatómica), además de permitir fabricar, mezclando con otros elementos más convencionales, aleaciones con unas singulares propiedades mecánicas, de resistencia, dureza, tenacidad y refractariedad, y todo ello, con densidades más bajas que la del acero. ¿Sería posible un material así en el mundo real? Quizás, pero no resultará sencillo.

Empecemos analizando qué cuenta la serie acerca de la energía fotoatómica. En el primer episodio, los profesores Kabuto y Yumi exponen a la prensa que la energía fotoatómica se obtiene a partir del proceso de fisión del japonio. De tomar esto en serio, la energía debería llamarse, en rigor, fotonuclear. Porque, la fisión es una reacción nuclear, que ocurre cuando el núcleo de un átomo es bombardeado por neutrones acelerados que ocasionan su división en dos o más núcleos pequeños, generando algunos subproductos atómicos (entre ellos más neutrones que repiten el proceso con otros átomos, convirtiéndola en una reacción en cadena) y liberando una inmensa cantidad de energía en forma de radiación electromagnética y de energía cinética de los fragmentos, como resultado de lo cual el material donde se produce la fisión se calienta. Por eso sorprende que, tratándose de un proceso de fisión, la exhibición a la prensa se haga sin ningún blindaje de protección (a excepción de una mampara que parece ser de vidrio). Por otro lado, lo que muestran las imágenes es un bloque de japonio expuesto a algún tipo de activación (tal vez una descarga eléctrica y/o radiación electromagnética) que hace que el japonio libere una intensísima radiación lumínica omnidireccional (cegadora para los periodistas, pero no para el Profesor Kabuto que, impertérrito, no aparta la vista del evento). Una vez cesa la estimulación del bloque de japonio, la emisión de luz se interrumpe, sin que, al menos externamente, el bloque muestre cambio alguno. Naturalmente, nada de lo dicho podría describir un verdadero proceso de fisión nuclear, sino más bien un proceso de estimulación -tal vez electromagnético, tal vez ultrasónico- capaz de desencadenar una respuesta resonante de los átomos de japonio que provocaría la emisión de radiación electromagnética. Se entiende que la energía puesta en juego en el proceso de estimulación es muy inferior a la liberada por el japonio, de otra forma, el proceso no sería energéticamente rentable y no podría ser empleado como fuente de energía, como afirma el Profesor Kabuto.

Secuencia mostrando el proceso de estimulación de un bloque de japonio y la consiguiente liberación de energía lumínica.

No hay nada tan avanzado (y tan extraordinario) en nuestra tecnología actual. En cualquier caso, siguiendo el juego, habría que decir que de tratarse de un proceso de fisión nuclear, esta no debería producir subproductos nocivos (de ahí que no hubiesen sido tomadas precauciones); la descomposición daría dos nuevos núcleos, pero no neutrones que pudieran propagar la reacción. Como ignoramos la verdadera naturaleza del japonio, poco podemos especular en esta dirección. Lo que sí parece claro es que la energía luminosa extraída debería ser convertida en electricidad mediante algún tipo de dispositivo ¿fotovoltaico? La serie nada se dice al respecto. Hay un problema con esta hipótesis: como la superaleación Z con la que está fabricada el Mazinger Z contiene japonio, al Dr. Infierno le hubiese bastado iniciar el proceso de estimulación para que el Mazinger se hubiese vuelto radiante, por fisión de sus átomos de japonio, lo que, sin duda, comprometería las propiedades de la aleación. En ningún episodio se muestra esta posibilidad, ¿se le escapó a la mente perversa del Dr. Infierno?

Naturalmente, caben más posibilidades (es la ventaja que tiene el reino de la fantasía y de los materiales fantásticos). Dispuestos a dejarnos llevar, podríamos pensar que el bloque de japonio, que lo es, contiene además una pequeña cantidad de hidrógeno. La estimulación del japonio acarrearía entonces la reacción de fusión de los átomos de hidrógeno para dar átomos de helio. ¡La misma reacción nuclear que tiene lugar en el corazón de las estrellas, pero realizada a temperatura y presión ambientales! Este proceso es un controvertido asunto, conocido como «fusión fría», que ha traído de cabeza a muchos físicos, pues aunque ha sido anunciado en varias ocasiones, el proceso de ninguna de ellas ha podido ser replicado por otro equipo de investigación, lo que automáticamente lo pone en duda. De ser posible, la inmensa cantidad de energía lumínica liberada provendría de la reacción nuclear de fusión, que no tiene subproductos peligrosos, lo que justificaría la ausencia de precauciones en la sala de prensa. Además, de este modo, el japonio no sería fácilmente fisionable y la integridad de la aleación con él fabricada no se vería comprometida. El japonio vendría a ser una especie de catalizador singular del proceso de fusión nuclear. Nada más y nada menos.

Queda ahora una última cuestión: ¿podría ser el japonio un nuevo elemento químico? En la actualidad se conocen 118 elementos químicos ―ninguno de ellos con las propiedades conocidas del japonio― que han sido organizados en filas y columnas en la denominada tabla periódica de los elementos. Esta tabla es en realidad una sucesión de elementos ordenados por orden creciente del llamado número atómico, que define el número de protones que hay en el núcleo de cada elemento. Cada núcleo tiene además un número parecido (pero no necesariamente idéntico) de neutrones. Esta variabilidad origina distintas versiones de un mismo elemento que se conocen como isótopos. Como los átomos suelen ser neutros, las nubes electrónicas de cada átomo tendrán un número de electrones igual al número atómico. De los 118 elementos químicos conocidos, los correspondientes al intervalo que va desde el número 1 (el hidrógeno) hasta el 94 (el plutonio) son todos naturales, es decir, se encuentran en la naturaleza (con algunas excepciones). En cambio, todos los que poseen números atómicos por encima del 94 son artificiales, esto es, sintetizados en el laboratorio. Sucede, además, que a partir del número 84 (el polonio, descubierto por los Curie) son todos los elementos son radiactivos, esto es, se desintegran espontáneamente, fragmentándose sus núcleos en otros más pequeños, con menos protones, que constituyen otros elementos. La duración de este proceso se mueve en unos márgenes enormes: desde millones de años (como el uranio) a fracciones pequeñísimas de segundos. La razón parece ser que a medida que aumenta el número atómico (esto es, el átomo contiene más protones), también se vuelve más inestable. Pero la variabilidad es muy alta entre isótopos del mismo elemento.

Antes de la década de los 70 del siglo pasado, todos los elementos químicos estables en la naturaleza ya habían sido descubiertos. Los elementos químicos artificiales sintetizados son tan radiactivos como inestables. Como para crearlos se requieren grandes cantidades de energía, el proceso es muy caro, por lo que no resultaría rentable crear una masa significativa de un determinado elemento para emplearla como fuente de energía. También es muy improbable que alguien encuentre en la naturaleza, conocido o desconocido, un elemento químico con número atómico superior al 94. Por tanto, es altamente improbable que algún científico japonés anuncie el descubrimiento de un elemento como el japonio. Su nombre, en cambio, no es contrario a las normas internacionales por las que se bautizan los nuevos elementos. Ya existen, por ejemplo, elementos que llevan el nombre del lugar donde fueron descubiertos: el galio, el europio, el americio, el germanio, el californio, el francio, etc. No hay ningún elemento llamado hispanio o iberio, pero se nos olvida a veces que el platino fue descubierto por el español Antonio Ulloa.

No existe ninguna razón fundamental para que la lista de elementos químicos se detenga en el 118. Este es solo el último número que cabe en la disposición estándar de la tabla periódica, pero no existe razón para que pueda existir toda una nueva fila aun inexplorada.

Podemos intentar anticiparnos a los descubrimientos experimentales mediante cálculos teóricos. Estos indican que podría existir una «isla de estabilidad» alrededor del elemento 120 (el unbinilio) o, quizás, del 122 (el unbibio). No es probable que estos elementos superpesados sean «estables», pero es posible que algunos de sus isótopos puedan tener vidas medias mucho más largas de lo esperable. Estamos aún lejos de poder producir esos elementos superpesados en aceleradores de partículas, de modo que en un futuro próximo no podremos confirmar, por esta vía, si dicha «isla» existe realmente. Recientemente, sin embargo, una noticia ha abierto un hilo de esperanza…

Esquema mostrando la posible «isla de estabilidad». Imagen tomada de Wikipedia.

En 2017, tres astrofísicos (V.A. Dzuba, V.V. Flambaum y J. K. Webb) sugirieron que los elementos superpesados con número atómico 114 o superior, supuestamente estables, podrían encontrarse en ciertas estrellas como la HD 101065. Es bien conocido, que las estrellas de tamaño convencional no alcanzan a sintetizar elementos más allá del hierro. Los elementos de número atómico superior se producen en las explosiones de supernovas y en la colisión de estrellas de neutrones. La estrella referida fue descubierta por Antoni Przybylski en 1961 y se encuentra a 370 años luz de nosotros, en la región del cielo que denominamos constelación de Centauro. Es una estrella rara por contener poco hierro y níquel, pero gran cantidad de elementos pesados, actínidos, entre ellos. Y esa es la clave para la posible existencia de la denominada «isla de estabilidad». Porque, por un lado, se sabe que la estrella tiene una edad de al menos millones de años, y por otro, los actínidos tienen vidas cortas por lo que deberían haberse desintegrado en su totalidad a lo largo de la vida de la estrella, de modo que, en la actualidad, no deberían quedar vestigio alguno de ellos. Dado que la estrella todavía contiene actínidos, esto solo puede querer decir que existe un mecanismo que reemplaza continuamente a los actínidos desintegrados. Dicho mecanismo sería la desintegración de elementos aún más pesados de la isla de estabilidad con vidas muy largas. Estos elementos habrían sido generados por algún cataclismo cósmico del pasado y serían los únicos supervivientes de una gran producción de elementos pesados gracias a sus vidas medias muy largas.

De este modo, el japonio podría ser uno de esos elementos superpesados, suficientemente estables, que podrían constituir una fuente muy muy concentrada de energía. Su excepcionalidad justificaría que solo se hubiera encontrado en una sola zona del planeta (el Japón). ¿Cómo llegó allí? Vaya usted a saber, la explicación razonable sería pensar en un meteorito,… pero puesto que estamos en el dominio de la ciencia-ficción, tenemos licencia para decir que se podría tratarse de los restos de una nave alienígena, que se estrelló allí hace millones de años. En Mazinger Z, edición impacto, dan una explicación aún más sorprendente: la veta de japonio hallada a los pies del monte Fuji correspondía al guantelete del gigante Zeus, una especie de dios alienígena, que tiempo ha, por obra y gracia de su buen corazón, se convirtió en paladín de los humanos, a quienes debía haber erradicado de la Tierra, contraviniendo órdenes clarísimas. Su buena acción le costó la vida. El guantelete es la única pieza encontrada por el momento de la que debió de ser una armadura completa, y, naturalmente, estaba hecho de japonio, forjado a partir de los rescoldos de una supernova. Y como seguramente se habrán percatado, de Zeus procede la letra que da nombre a la superaleación, cuyo componente clave es el japonio y con la que fue fabricado el Mazinger.

Faltaría más.