Lo que ocurre en el corazón de un colisionador de partículas puede tener más en común con un sembradío de papa de lo que imaginamos. Un equipo multidisciplinario de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) demostró que las leyes que explican los fenómenos más pequeños del universo también pueden convertirse en aliadas clave para una agricultura sostenible y libre de químicos.
La propuesta parte de la teoría de percolación, una rama de la Física estadística que estudia cómo se conectan los sistemas. Bajo este enfoque, los investigadores comprobaron que una plantación agrícola se comporta como un sistema físico poroso: si existe continuidad entre plantas susceptibles, las enfermedades se propagan; si esa continuidad se rompe, el contagio se detiene.
Física contra el “destructor de plantas”
El estudio se centró en el manejo agroecológico de Phytophthora, patógeno conocido por causar pérdidas millonarias en cultivos como papa, chile y aguacate en Puebla. Este organismo se desplaza por la humedad del suelo hasta alcanzar las raíces, expandiéndose con rapidez cuando encuentra un “camino” continuo de plantas vulnerables.
La solución propuesta no depende de fungicidas, sino del diseño inteligente del cultivo. Al organizar las plantas en esquemas intercalados —por ejemplo, en diagonales alternas tipo ajedrez— se crean barreras naturales que interrumpen la propagación. Según los resultados, esta configuración reduce significativamente el avance de la enfermedad y protege la producción de manera sostenible.
Del campo al universo primigenio
La versatilidad del modelo no se limita a la agricultura. El mismo grupo aplicó la teoría de percolación al estudio del Plasma de Quarks y Gluones, un estado extremo de la materia que existió instantes después del origen del universo y que hoy se investiga en grandes aceleradores de partículas como el CERN y el Brookhaven National Laboratory.
Sus hallazgos revelan que la temperatura necesaria para liberar quarks no es fija, sino que depende del tamaño de los núcleos que colisionan. Incluso descubrieron que partículas pequeñas requieren energías mucho mayores que núcleos pesados para alcanzar ese estado, aportando nuevas claves para entender los comportamientos colectivos observados en estos experimentos.
Entropía, energía y nuevos grados de libertad
En 2024, el análisis avanzó hacia la entropía y la capacidad calorífica en colisiones de alta energía. Los científicos encontraron que estos sistemas no actúan como un gas ideal: conforme aumenta la energía, el sistema adquiere nuevas formas de almacenar energía, modificando su estructura interna. Un fenómeno que, aunque ocurre en escalas subatómicas, comparte principios matemáticos con la dinámica de redes biológicas y agrícolas.
Policultivos: la estrategia del futuro
La culminación de esta línea de investigación apunta hacia la seguridad alimentaria. Inspirados en sistemas tradicionales como la milpa mexicana, los investigadores concluyen que el diseño de policultivos —basado en la “susceptibilidad” de cada especie— puede frenar plagas como la arañita roja (Tetranychus urticae) y mantener rendimientos estables incluso en suelos con alta presencia de patógenos.
El proyecto, respaldado por la Secretaría de Ciencias, Humanidades, Tecnología e Innovación y la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado de la BUAP, ha sido reconocido por el American Institute of Physics con distinciones como Futured Articles y Scientific Highlight Articles.
Más que un avance académico, esta investigación rompe fronteras entre disciplinas y demuestra que el mismo modelo matemático capaz de explicar el origen del universo puede servir para diseñar las granjas del futuro. Ciencia de frontera puesta al servicio de la tierra. 🌱