Leptones<\/strong>:<\/p>\n<\/td>\n Electr\u00f3n, mu\u00f3n<\/a>, tau<\/a> y sus neutrinos<\/a>, que interaccionan tanto con las interacciones electromagn\u00e9ticas como con la interacci\u00f3n d\u00e9bil y que no tienen estructura interna aparente.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n Hadrones:<\/strong><\/p>\n<\/td>\n Bariones:<\/em><\/strong><\/p>\n<\/td>\n Protones, neutrones<\/a>, lambda<\/a>, signa, omega<\/a>.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n Mesones<\/em><\/strong>:<\/p>\n<\/td>\n Piones, kaones<\/a>, etc.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n que interaccionan con la interacci\u00f3n fuerte y tienen una estructura interna compleja.<\/p>\n La estructura hadr\u00f3nica est\u00e1 basada ahora en el concepto de quarks<\/a> de Murray Gell-Mann, introducido en 1.964. Este modelo nos dice que los hadrones<\/a> est\u00e1n divididos en bariones<\/em> (que se desintegran en protones<\/a>) y mesones<\/a><\/em>, que se desintegran en leptones<\/a> y fotones<\/a>.<\/p>\n Los bariones<\/a> est\u00e1n formados por tres quarks<\/a> y los mesones<\/a> por dos quarks<\/a> (un quark<\/a> y un antiquark). En la teor\u00eda quark<\/a>, por tanto, las \u00fanicas part\u00edculas elementales realmente, son los leptones<\/a> y los quarks<\/a>. Al contrario que los electrones<\/a> y protones<\/a>, que poseen cargas exactamente iguales en valor absoluto pero de signos opuestos (positiva el prot\u00f3n<\/a> y negativa el electr\u00f3n<\/a>), los quark<\/a> tienen cargas que son fracciones de la carga electr\u00f3nica (+ 2\/3 \u00f3 -1\/3 de la carga electr\u00f3nica).<\/p>\n Los quarks<\/a> aparecen en seis variedades distintas que generalmente se escriben mediante las letras u<\/em>, d<\/em>, c<\/em>, s<\/em>, t<\/em> y b<\/em> que responden a los nombres de up<\/em>, down<\/em>, charmed<\/em>, strange<\/em>, top<\/em> y bottom<\/em>.<\/p>\n Las interacciones fuertes entre quarks<\/a> se pueden entender por el intercambio de ocho part\u00edculas sin carga y sin masa en reposo, llamadas gluones<\/a> (porque pegan a los quarks<\/a> juntos). Aunque los gluones<\/a>, como los fotones<\/a> que realizan una funci\u00f3n similar entre los leptones<\/a>, no tienen carga el\u00e9ctrica, s\u00ed que tienen una carga de color (tambi\u00e9n aqu\u00ed nos paramos para no enredar demasiado y confundir al lector).<\/p>\n La teor\u00eda quark<\/a> completamente elaborada esta ahora bien establecida por evidencias experimentales, pero como ni los quarks<\/a> ni los gluones<\/a> han sido identificados nunca en experimentos, la teor\u00eda no se puede decir que haya sido directamente verificada. Los quarks<\/a> individuales pueden tener la curiosa propiedad de ser mucho m\u00e1s masivos que los hadrones<\/a> que usualmente forman (debido a la enorme energ\u00eda potencial que tendr\u00edan cuando se separan), y algunos te\u00f3ricos creen que es, en consecuencia, imposible desde un punto de vista fundamental, que existan aislados. Sin embargo, algunos experimentales han anunciado resultados consistentes con la presencia de cargas fraccionarias, que tendr\u00edan los quarks<\/a> no ligados y en estados libres.<\/p>\n Los quarks<\/a> est\u00e1n confinados en una regi\u00f3n con radio R de valor:<\/p>\n R\u00a0\u2248 hc\/\u039b = <\/em>10-13<\/sup> cm<\/p>\n Lo que resulta de la teor\u00eda conocida como cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica<\/a> es que en la propiedad de libertad asint\u00f3tica<\/a><\/em> obliga a que las interacciones entre los quarks<\/a> se hagan m\u00e1s d\u00e9biles a medida que la distancia entre ellos se hace menor y tienda a cero. De forma inversa, la atracci\u00f3n entre quarks<\/a> es mayor a medida que la distancia entre ellos es mayor y la hip\u00f3tesis del confinamiento de los quarks<\/a> obliga a que estos no puedan escapar uno del otro; lo impiden los gluones<\/a>, los bosones<\/a> intermediarios de la fuerza nuclear fuerte<\/a> que es la \u00fanica fuerza que crece con la distancia, al contrario que las otras fuerzas que con el alejamiento se debilitan. Es posible que a muy altas temperaturas, como las existentes en el universo primitivo, los quarks<\/a> pudieran estar libres. Esta temperatura a la que esto ocurre es conocida como temperatura de desconfinamiento.<\/p>\n Es necesario que ahora se explique aqu\u00ed lo que son las interacciones, o fuerzas fundamentales<\/em>:<\/p>\n Como pueden haber deducido, me estoy refiriendo a cualquiera de los cuatro tipos diferentes de interacciones que pueden ocurrir entre los cuerpos.\u00a0 Estas interacciones pueden tener lugar incluso cuando los cuerpos no est\u00e1n en contacto f\u00edsico y juntas pueden explicar todas las fuerzas que se observan en el universo.<\/p>\n Viene de lejos el deseo de muchos f\u00edsicos que han tratado de unificar en una teor\u00eda o modelo a las cuatro fuerzas, que pudieran expresarse mediante un conjunto de ecuaciones. Einstein<\/a> se pas\u00f3 los \u00faltimos a\u00f1os de su vida intent\u00e1ndolo, pero igual que otros antes y despu\u00e9s de \u00e9l, a\u00fan no se ha conseguido dicha teor\u00eda unificadora de los cuatro interacciones fundamentales del universo. Se han hecho progresos en la unificaci\u00f3n de interacciones electromagn\u00e9ticas y d\u00e9biles.<\/p>\n Antes, cuando hablamos de la relatividad<\/a> general, ya se adelant\u00f3 el concepto de la fuerza gravitatoria, unas 1040<\/sup> veces m\u00e1s d\u00e9bil que la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>. Es la m\u00e1s d\u00e9bil de todas las fuerzas y s\u00f3lo act\u00faa entre los cuerpos que tienen masa. Es siempre atractiva y pierde intensidad a medida que las distancias entre los cuerpos se agrandan. Como ya se ha dicho, su cuanto de gravitaci\u00f3n, el gravit\u00f3n<\/a>, es tambi\u00e9n un concepto \u00fatil en algunos contextos. En la escala at\u00f3mica, esta fuerza es despreciablemente d\u00e9bil, pero a escala cosmol\u00f3gica, donde las masas son enormes, es inmensamente importante para mantener a los componentes del universo juntos. De hecho, sin esta fuerza no existir\u00eda el Sistema Solar ni las galaxias, y seguramente, nosotros tampoco estar\u00edamos aqu\u00ed. Es la fuerza que tira de nuestros pies y los mantiene firmemente asentados a la superficie del planeta. Aunque la teor\u00eda cl\u00e1sica de la gravedad fue la que nos dej\u00f3 Isaac Newton<\/a>, la teor\u00eda macrosc\u00f3pica bien definida y sin fisuras de la gravitaci\u00f3n universal es la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a>, mucho m\u00e1s completa y profunda.<\/p>\n Por el momento, no hay una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la interacci\u00f3n gravitatoria satisfactoria. Es posible que la teor\u00eda de supercuerdas<\/a><\/em> pueda dar una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravitaci\u00f3n consistente, adem\u00e1s de unificar la gravedad con los dem\u00e1s interacciones fundamentales sin que surjan los dichosos e indeseados infinitos.<\/p>\n La interacci\u00f3n d\u00e9bil<\/em>, que es unas 1010<\/sup> veces menor que la interacci\u00f3n y electromagn\u00e9tica, ocurre entre leptones<\/a> y en la desintegraci\u00f3n de los hadrones<\/a>. Es responsable de la desintegraci\u00f3n beta<\/a> de las part\u00edculas y n\u00facleos. En el modelo actual, la interacci\u00f3n d\u00e9bil se entiende como una fuerza mediada por el intercambio de part\u00edculas virtuales, llamadas bosones<\/a> vectoriales intermediarios, que para esta fuerza son las part\u00edculas W+<\/sup>, W–<\/sup> y Z0<\/sup>.\u00a0 Las interacciones d\u00e9biles son descritas por la teor\u00eda electrod\u00e9bil, que las unifica con las interacciones electromagn\u00e9ticas.<\/p>\n La teor\u00eda electrod\u00e9bil es una teor\u00eda gauge<\/a> de \u00e9xito que fue propuesta en 1.967 por Steven Weinberg y Abdus Salam, conocida como modelo WS<\/a>.\u00a0 Tambi\u00e9n Sheldon Glashow, propuso otra similar.<\/p>\n La interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica<\/em> es la responsable de las fuerzas que controlan la estructura at\u00f3mica, reacciones qu\u00edmicas y todos los fen\u00f3menos electromagn\u00e9ticos. Puede explicar las fuerzas entre las part\u00edculas cargadas, pero al contrario que las interacciones gravitacionales, pueden ser tanto atractivas como repulsivas. Algunas part\u00edculas neutras se desintegran por interacciones electromagn\u00e9ticas. La interacci\u00f3n se puede interpretar tanto como un modelo cl\u00e1sico de fuerzas (ley de Coulomb) como por el intercambio de unos fotones<\/a> virtuales. Igual que en las interacciones gravitatorias, el hecho de que las interacciones electromagn\u00e9ticas sean de largo alcance significa que tiene una teor\u00eda cl\u00e1sica bien definida dadas por las ecuaciones de Maxwell. La teor\u00eda cu\u00e1ntica de las interacciones electromagn\u00e9ticas se describe con la electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica, que es una forma sencilla de teor\u00eda gauge<\/a>.<\/p>\n La interacci\u00f3n fuerte<\/em> es unas 102<\/sup> veces mayor que la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica y, como ya se dijo antes, aparece s\u00f3lo entre los hadrones<\/a> y es la responsable de las fuerzas entre nucleones<\/a> que confiere a los n\u00facleos de los \u00e1tomos su gran estabilidad. Act\u00faa a muy corta distancia dentro del n\u00facleo (10-15<\/sup> metros) y se puede interpretar como una interacci\u00f3n mediada por intercambio de mesones<\/a> virtuales. Est\u00e1 descrita por una teor\u00eda gauge<\/a> llamada cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica<\/a><\/em>.<\/p>\n Me he referido a una teor\u00eda gauge<\/a> que son teor\u00edas cu\u00e1nticas de campo creadas para explicar las interacciones fundamentales. Una teor\u00eda gauge<\/a> requiere un grupo de simetr\u00eda para los campos y las potenciales (el grupo gauge<\/a>). En el caso de la electrodin\u00e1mica, el grupo es abeliano, mientras que las teor\u00edas gauge<\/a> para las interacciones fuertes y d\u00e9biles utilizan grupos no abelianos. Las teor\u00edas gauge<\/a> no abelianas son conocidas como teor\u00edas de Yang-Mills<\/a>. Esta diferencia explica por qu\u00e9 la electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica es una teor\u00eda mucho m\u00e1s simple que la cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica<\/a>, que describe las interacciones fuertes, y la teor\u00eda electrod\u00e9bil que unifica la fuerza d\u00e9bil con la electromagn\u00e9tica. En el caso de la gravedad cu\u00e1ntica, el grupo gauge<\/a> es mucho m\u00e1s complicado que los anteriores necesarios para la fuerza fuerte y electrod\u00e9bil.<\/p>\n En las teor\u00edas gauge<\/a>, las interacciones entre part\u00edculas se pueden explicar por el intercambio de part\u00edculas (bosones<\/a> vectoriales intermediarios o bosones<\/a> gante), como los gluones<\/a>, fotones<\/a> y los W y Z.<\/p>\n El f\u00edsico Enrico Fermi<\/a>, refiri\u00e9ndose al gran n\u00famero de part\u00edculas existentes, dijo: “Si tuviera que saber el nombre de todas las part\u00edculas, me habr\u00eda hecho bot\u00e1nico.<\/em>“<\/p>\n De la misma manera que Fermi<\/a> con su sencillo comentario nos ven\u00eda a decir que nadie lo puede saber todo sobre todo, la Ciencia, tambi\u00e9n es consciente de ello y, \u00faltimamente se est\u00e1n uniendo las distintas disciplinas del saber que, de alguna manera, pueden estar relacionadas y, el mejor ejemplo lo tenemos en la Astrof\u00edsica que, al Univer la Astronom\u00eda con la F\u00edsica, ha podido ver un avance en el conocimiento del mundo que nos rodea que antes no ten\u00edamos.<\/p>\n Observar la Naturaleza es el camino y, para ello, tenemos hoy una variedad de campos que, muy bien determinados (Matem\u00e1ticas, F\u00edsica, Qu\u00edmica, Biolog\u00eda, etc.) nos pueden guiar hasta ese punto deseado de saber, al fin, d\u00f3nde estamos.<\/p>\n emilio silvera<\/em><\/p>\n\n \n \n \n \n \n \n \n ![\"\"](\"file:\/\/\/C:\/DOCUME~1\/PERSONAL\/CONFIG~1\/Temp\/msohtml1\/02\/clip_image001.gif\")
El prot\u00f3n<\/a>, siendo un bari\u00f3n<\/a>, est\u00e1 constituido por tres quarks<\/a>, uud<\/em> (2\/3 + 2\/3 – 1\/3 = 1) y el neutr\u00f3n<\/a> por udd<\/em> (2\/3 – 1\/3 -1\/3 = 0), para cada variedad de quark<\/a> existen los equivalentes antiquarks que se denotan u<\/span>, d<\/span>, c<\/span>, s<\/span>, t<\/span>, b<\/span>. Para evitar conflictos con el principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli, se han a\u00f1adido conceptos de carga de color a las seis variedades de quarks<\/a>, cuya explicaci\u00f3n al resultar compleja obviamos por no ser fundamental en la meta que aqu\u00ed perseguimos.<\/p>\n
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