{"id":3751,"date":"2010-04-05T08:21:48","date_gmt":"2010-04-05T07:21:48","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=3751"},"modified":"2010-04-05T11:22:13","modified_gmt":"2010-04-05T10:22:13","slug":"un-apunte-de-fisica-sobre-el-modelo-estandar","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/04\/05\/un-apunte-de-fisica-sobre-el-modelo-estandar\/","title":{"rendered":"Un apunte de F\u00edsica: Sobre el Modelo est\u00e1ndar"},"content":{"rendered":"

\u00bfPor qu\u00e9 es incompleto el modelo est\u00e1ndar? Una carencia, desde que en 1995 se descubri\u00f3 el quark<\/a> top, es la presencia de un bos\u00f3n<\/a> necesario para dar masa a las dem\u00e1s part\u00edculas (el Higgs<\/a>).\u00a0 Otra la ausencia de una de las cuatro fuerzas fundamentales, la Gravedad.\u00a0 Otro defecto est\u00e9tico es que no es lo bastante simple; deber\u00eda parecerse m\u00e1s a la tierra, aire, fuego y agua, de Emp\u00e9docles.\u00a0 Hay demasiados par\u00e1metros y demasiados controles que ajustar.<\/p>\n

Necesitamos una nueva teor\u00eda que sea menos complicada, m\u00e1s sencilla y bella, sin vericuetos intrincados que salvar, con la limpieza y serena majestad de la teor\u00eda de la Gravedad que, con enorme simpleza y aplicando principios naturales, trata los temas m\u00e1s profundos del Universo.<\/p>\n

Esperemos que continu\u00e9 desarroll\u00e1ndose la teor\u00eda de cuerdas y que, como parece, incluya todas las fuerzas, todas las part\u00edculas y, en fin, todos los par\u00e1metros que dan sentido al Universo.<\/p>\n

El Modelo Est\u00e1ndar: Historia resumida<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Autores<\/td>\nFechas<\/td>\nPart\u00edculas<\/td>\nFuerza<\/td>\nNota<\/td>\nComentario<\/td>\n<\/tr>\n
TALES<\/p>\n

(milesio)<\/td>\n

600<\/p>\n

a de c<\/td>\n

Agua<\/td>\nNo se menciona<\/td>\n8<\/td>\nFue el primero en explicar el mundo mediante causas naturales. L\u00f3gica en lugar de Mito<\/td>\n<\/tr>\n
EMP\u00c9DOCLES<\/p>\n

(Agrigento)<\/td>\n

460<\/p>\n

a. de c.<\/td>\n

Tierra, agua, aire y fuego<\/td>\nAmor y discordia<\/td>\n9<\/td>\nAport\u00f3 la idea de que hay m\u00faltiples part\u00edculas que se combinan para formar toda la materia<\/td>\n<\/tr>\n
DEM\u00d3CRITO<\/p>\n

(Abdera)<\/td>\n

430<\/p>\n

a. de c.<\/td>\n

El \u00e1tomo invisible e indivisible, o \u00e1-tomo<\/td>\nEl movimiento violento constante<\/td>\n10<\/td>\nSu modelo requer\u00eda demasiados part\u00edculas, cada una con una forma diferente, pero su idea b\u00e1sica de que hay un \u00e1tomo de que no puede ser partido sigue siendo la definici\u00f3n b\u00e1sica de part\u00edcula elemental<\/td>\n<\/tr>\n
Isaac Newton<\/a><\/p>\n

(Ingles)<\/td>\n

1.687<\/td>\n\u00c1tomos duros con masa, impenetrables<\/td>\nLa Gravedad (para el cosmos). Fuerzas desconocidas para los \u00e1tomos<\/td>\n7<\/td>\nLe gustaban los \u00e1tomos pero no hizo que su causa avanzase. Su gravedad fue un dolor de cabeza para los peces gordos en la d\u00e9cada de 1.990<\/td>\n<\/tr>\n
Autores<\/td>\nFechas<\/td>\nPart\u00edculas<\/td>\nFuerza<\/td>\nNota<\/td>\nComentario<\/td>\n<\/tr>\n
Roger J.<\/p>\n

Boscovich<\/p>\n

(d\u00e1lmata)<\/td>\n

1.760<\/td>\n\u201cPuntos de fuerza\u201d, indivisibles y sin forma o dimensi\u00f3n<\/td>\nFuerzas atractivas y repulsivas que act\u00faan entre puntos.<\/td>\n9<\/td>\nSu teor\u00eda era incompleta, limitada, pero la idea de que hay part\u00edcula de \u201cradio nulo\u201d, puntuales, que crean \u201ccampos de fuerza\u201d, es esencial en la f\u00edsica moderna.<\/td>\n<\/tr>\n
Michael<\/p>\n

Faraday<\/p>\n

(Ingl\u00e9s)<\/td>\n

1.820<\/td>\nCargas el\u00e9ctricas<\/td>\nElectromagnetismo<\/td>\n8\u20195<\/td>\nAplic\u00f3 el atomismo a la electricidad al conjeturar que las corrientes estaban formadas por \u201ccorp\u00fasculos de electricidad\u201d, los electrones<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Dimitri<\/p>\n

Mendeleiev<\/p>\n

(Siberiano)<\/td>\n

1.870<\/td>\nM\u00e1s de 50 \u00e1tomos, dispuestos en la Tabla peri\u00f3dica de los elementos<\/td>\nNo hace c\u00e1balas sobre las fuerzas<\/td>\n8\u20195<\/td>\nTom\u00f3 la idea de Dalton y organiz\u00f3 todos los elementos qu\u00edmicos conocidos. En su tabla peri\u00f3dica apuntaba con claridad una estructura m\u00e1s profunda y significativa.<\/td>\n<\/tr>\n
Ernest<\/p>\n

Rutherford<\/p>\n

(neozeland\u00e9s)<\/td>\n

1.911<\/td>\nDos part\u00edculas; n\u00facleo y electr\u00f3n<\/td>\nLa fuerza nuclear fuerte<\/a> m\u00e1s el electromagnetismo, la gravedad.<\/td>\n9\u20195<\/td>\nAl descubrir el n\u00facleo, revel\u00f3 una nueva simplicidad dentro de todos los \u00e1tomos de Dalton. El experimentador por excelencia.<\/td>\n<\/tr>\n
Bjorken, Fermi<\/a>, Friedman, Gell Mann, Glasgow, Kendall, Lederman, Peri, Richter, Schwartz, Steinberger, Taylor, Ting, m\u00e1s un reparto de miles<\/td>\n1.992<\/td>\nSeis quarks<\/a> y seis leptones<\/a>, m\u00e1s sus antipart\u00edculas.<\/p>\n

Hay tres colores de quarks<\/a>.<\/td>\n

El electromagnetismo, la interacci\u00f3n fuerte y d\u00e9bil: doce part\u00edculas que llevan las fuerzas, m\u00e1s la Gravedad.<\/td>\n8<\/td>\nDem\u00f3crito, desde el lugar en el que pueda estar, con mirada apacible, sonrie.<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n
<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/p>\n

A todo esto y como he dicho, el quark<\/a> top est\u00e1 perdido y el neutrino<\/a> tau<\/a>, no se ha detectado directamente, y muchos de los n\u00fameros que nos hacen falta conocer los tenemos de forma imprecisa.\u00a0 Por ejemplo, no sabemos si los neutrinos<\/a> tienen alguna masa en reposo.<\/p>\n

Tenemos que saber c\u00f3mo la violaci\u00f3n de la simetr\u00eda CP (el proceso que origin\u00f3 la materia) aparece, y, lo que es m\u00e1s importante, hemos de introducir un nuevo fen\u00f3meno, al que llamamos campo de Higgs<\/a>, para preservar la coherencia matem\u00e1tica del modelo est\u00e1ndar.\u00a0 La idea de Higgs<\/a>, y su part\u00edcula asociada, el bos\u00f3n<\/a> de Higgs<\/a>, cuenta en todos los problemas que he mencionado antes.\u00a0 Parece, con tantos par\u00e1metros imprecisos (19) que, el modelo est\u00e1ndar se mueve bajo nuestros pies.<\/p>\n

Entre los te\u00f3ricos, el casamiento de la relatividad<\/a> general y la teor\u00eda cu\u00e1ntica es el problema central de la f\u00edsica moderna. A los esfuerzos te\u00f3ricos que se realizan con ese prop\u00f3sito se les llama \u201csupergravedad\u201d, \u201cs\u00faper-simetr\u00eda\u201d, \u201csupercuerdas\u201d \u201cteor\u00eda M<\/a>\u201d o, en \u00faltimo caso, \u201cteor\u00eda de todo o gran teor\u00eda unificada\u201d.<\/p>\n

Ah\u00ed tenemos unas matem\u00e1ticas ex\u00f3ticas que ponen de punta hasta los pelos de las cejas de algunos de los mejores matem\u00e1ticos del mundo (\u00bfy Perelman? \u00bfPor qu\u00e9 nos se ha implicado?).\u00a0 Hablan de 10, 11 y 26 dimensiones, siempre, todas ellas espaciales menos una que es la temporal.\u00a0 Vivimos en cuatro: tres de espacio (este-oeste, norte-sur y arriba-abajo) y una temporal. No podemos, ni sabemos o no es posible instruir, en nuestro cerebro (tambi\u00e9n tridimensional), ver m\u00e1s dimensiones. Pero llegaron Kaluza y Klein y compactaron, en la longitud de Planck<\/a> las dimensiones que no pod\u00edamos ver. \u00a1Problema solucionado!<\/p>\n

\u00bfQui\u00e9n puede ir a la longitud de Planck<\/a> para verlas?<\/p>\n

La puerta de las dimensiones m\u00e1s altas qued\u00f3 abierta y, a los te\u00f3ricos, se les regal\u00f3 una herramienta maravillosa.\u00a0 En el Hiperespacio, todo es posible.\u00a0 Hasta el matrimonio de la relatividad<\/a> general y la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, all\u00ed si es posible encontrar esa so\u00f1ada teor\u00eda de la Gravedad cu\u00e1ntica.<\/p>\n

As\u00ed que, los te\u00f3ricos, se han embarcado a la b\u00fasqueda de un objetivo audaz: buscan una teor\u00eda que describa la simplicidad primigenia que reinaba en el intento calor del universo en sus primeros tiempos, una teor\u00eda carente de par\u00e1metros, donde est\u00e9n presentes todas las respuestas.\u00a0 Todo debe ser contestado a partir de una ecuaci\u00f3n b\u00e1sica.<\/p>\n

\u00bfD\u00f3nde radica el problema?<\/p>\n

El problema est\u00e1 en que la \u00fanica teor\u00eda candidata no tiene conexi\u00f3n directa con el mundo de la observaci\u00f3n, o no lo tiene todav\u00eda si queremos expresarnos con propiedad. La energ\u00eda necesaria para ello, no la tiene ni el nuevo acelerador de part\u00edculas LHC que mencion\u00e9 en p\u00e1ginas anteriores.<\/p>\n

La verdad es que, la teor\u00eda que ahora tenemos, el Modelo Est\u00e1ndar, concuerda de manera exacta con todos los datos a bajas energ\u00edas y contesta cosas sin sentido a altas energ\u00edas.<\/p>\n

\u00a1Necesitamos algo m\u00e1s avanzado!<\/p>\n

Se ha dicho que la funci\u00f3n de la part\u00edcula de Higgs<\/a> es la de dar masa a las otras part\u00edculas y cuando su autor lanz\u00f3 la idea al mundo, result\u00f3 adem\u00e1s de nueva muy extra\u00f1a.\u00a0 El secreto de todo radica en conseguir la simplicidad: el \u00e1tomo result\u00f3 ser complejo lleno de esas infinitesimales part\u00edculas electromagn\u00e9ticas que bautizamos con el nombre de electrones<\/a>, result\u00f3 que ten\u00eda un n\u00facleo que conten\u00eda, a pesar de ser tan peque\u00f1o, casi toda la masa del \u00e1tomo.\u00a0 El n\u00facleo, tan peque\u00f1o, estaba compuesto de otros objetos m\u00e1s peque\u00f1os a\u00fan, los quarks<\/a> que estaban instalados en nubes de otras part\u00edculas llamadas gluones<\/a> y, ahora, queremos continuar profundizando, sospechamos, que despu\u00e9s de los quarks<\/a> puede haber algo m\u00e1s.<\/p>\n

Bueno, la idea nueva que surgi\u00f3 es que el espacio entero contiene un campo, el campo de Higgs<\/a>, que impregna el vac\u00edo<\/span> y es el mismo en todas partes. Es decir, <\/span>que si miramos a las estrellas en una noche clara estamos mirando el campo de Higgs<\/a>.\u00a0 Las part\u00edculas influidas por este campo, toman masa.\u00a0 Esto no es por s\u00ed mismo destacable, pues las part\u00edculas pueden tomar energ\u00eda de los campos (gauge<\/a>) de los que hemos comentado, del campo gravitatorio o del electromagn\u00e9tico.\u00a0 Si llevamos un bloque de plomo a lo alto de la Torre Eiffel, el bloque adquirir\u00eda energ\u00eda potencial a causa de la alteraci\u00f3n de su posici\u00f3n en el campo gravitatorio de la Tierra.<\/p>\n

Como E=mc2<\/sup>, ese aumento de la energ\u00eda potencial equivale a un aumento de la masa, en este caso la masa del Sistema Tierra-bloque de plomo.\u00a0 Aqu\u00ed hemos de a\u00f1adirle amablemente un poco de complejidad a la venerable ecuaci\u00f3n de Einstein<\/a>.\u00a0 La masa, m, tiene en realidad dos partes.\u00a0 Una es la masa en reposo, m0<\/sub>, la que se mide en el laboratorio cuando la part\u00edcula est\u00e1 en reposo.\u00a0 La part\u00edcula adquiere la otra parte de la masa en virtud de su movimiento (como los protones<\/a> en el acelerador de part\u00edculas, o los muones<\/a>, que aumentan varias veces su masa cuando son lanzados a velocidades cercanas a c) o en virtud de su energ\u00eda potencial de campo. Vemos una din\u00e1mica similar en los n\u00facleos at\u00f3micos.\u00a0 Por ejemplo, si separamos el prot\u00f3n<\/a> y el neutr\u00f3n<\/a> que componen un n\u00facleo de deuterio<\/a>, la suma de las masas aumenta.<\/p>\n

Pero la energ\u00eda potencial tomada del campo de Higgs<\/a> difiere en varios aspectos de la acci\u00f3n de los campos familiares. La masa tomada de Higgs<\/a> es en realidad masa en reposo. De hecho, en la que quiz\u00e1 sea la versi\u00f3n m\u00e1s apasionante de la teor\u00eda del campo de Higgs<\/a>, \u00e9ste genera toda la masa en reposo.\u00a0 Otra diferencia es que la cantidad de masa que se traga del campo es distinta para las distintas part\u00edculas.<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

\r\n\t\t\r\n\t\t
<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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