{"id":4334,"date":"2010-10-24T12:04:50","date_gmt":"2010-10-24T10:04:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=4334"},"modified":"2010-10-24T12:17:25","modified_gmt":"2010-10-24T10:17:25","slug":"la-fisica-que-tambien-como-nosotros-evoluciona","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/10\/24\/la-fisica-que-tambien-como-nosotros-evoluciona\/","title":{"rendered":"La Fisica que tambien, como nosotros, evoluciona."},"content":{"rendered":"

Sobre el modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas. Los or\u00edgenes de la moderna f\u00edsica de part\u00edculas.<\/span><\/strong><\/p>\n

La ecuaci\u00f3n de Dirac para el electr\u00f3n<\/a> supuso un momento crucial para la f\u00edsica en muchos aspectos. En 1928, cuando Dirac propuso su ecuaci\u00f3n, las \u00fanicas part\u00edculas conocidas para la ciencia eran los electrones<\/a>, los protones<\/a> y los fotones<\/a>. Las ecuaciones de Maxwell libres describen el fot\u00f3n<\/a> (como fue previsto por Einstein<\/a> en 1905) en un primer trabajo cuyas ideas fueron desarrolladas por Einstein<\/a>, Bose y otros, hasta que en 1927 Jordan y Pauli proporcionaron un esquema matem\u00e1tico global para describir los fotones<\/a> libres de acuerdo con la teor\u00eda de Maxwell para el campo libre cuantizado.<\/p>\n

Adem\u00e1s, tanto el prot\u00f3n<\/a> como el electr\u00f3n<\/a>, parec\u00edan estar muy bien descritos por las ecuaciones de Dirac. La interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica, que describe la influencia de los fotones<\/a> sobre los electrones<\/a> y los protones<\/a>, estaba excepcionalmente tratada mediante la receta de Dirac, a saber, mediante la idea gauge<\/a> (tal como fue introducida b\u00e1sicamente por Weyl en 1918), y el propio Dirac ya hab\u00eda empezado a construir el 1927 una formulaci\u00f3n de una teor\u00eda completa de los electrones<\/a> (o protones<\/a>) en interacci\u00f3n con protones<\/a>.<\/p>\n

As\u00ed pues, todas las herramientas b\u00e1sicas parec\u00edan estar m\u00e1s o menos a punto para la descripci\u00f3n de todas las part\u00edculas conocidas de la naturaleza, junto con sus m\u00e1s destacadas interacciones.<\/p>\n

Los f\u00edsicos de la \u00e9poca no eran tan ilusos como para pensar que todo aquello les pudiera llevar pronto a una \u201cteor\u00eda del todo\u201d. Eran conscientes de que, ni las fuerzas necesarias para mantener unidos los n\u00facleos (las que ahora llamamos nuclear fuerte<\/em>) ni los mecanismos responsables de la desintegraci\u00f3n radiactiva (ahora fuerza nuclear d\u00e9bil<\/a><\/em>) podr\u00edan acomodarse sin importantes avances adicionales.<\/p>\n

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All\u00ed algo no estaba bien, ya que si los electrones<\/a> y los protones<\/a> estilo Dirac, que s\u00f3lo interaccionaban electromagn\u00e9ticamente, fueran los \u00fanicos ingredientes de los \u00e1tomos, incluyendo sus n\u00facleos, entonces todos los n\u00facleos ordinarios (excepto el simple prot\u00f3n<\/a> que constituye el n\u00facleo de hidr\u00f3geno) se desintegrar\u00edan al instante debido a la repulsi\u00f3n electrost\u00e1tica de las cargas positivas predominantes.<\/p>\n

\u00a1Ten\u00eda que estar actuando alguna otra cosa desconocida, algo que explicara una fuerte influencia atractiva dentro del n\u00facleo! En 1932, Chadwick descubri\u00f3 el neutr\u00f3n<\/a>, y se comprendi\u00f3 por fin que el modelo prot\u00f3n<\/a>\/electr\u00f3n<\/a> para el n\u00facleo, que hab\u00eda sido popular hasta entonces, deb\u00eda ser reemplazado por otro en el que los protones<\/a> y los neutrones<\/a> estar\u00edan presentes, y donde una fuerte interacci\u00f3n prot\u00f3n<\/a>-neutr\u00f3n<\/a> mantendr\u00eda el n\u00facleo unido.<\/p>\n

Pero esta fuerza fuerte no era lo \u00fanico que faltaba en el conocimiento de la \u00e9poca.<\/p>\n

La radiactividad<\/a> del uranio se conoc\u00eda desde las observaciones de Henri Becquerel en 1896, y se presentaba como el resultado de otra interacci\u00f3n (la fuerza d\u00e9bil) diferente de la fuerte y de la electromagn\u00e9tica. Incluso un neutr\u00f3n<\/a>, si se deja libre, sufrir\u00eda una desintegraci\u00f3n radiactiva en un periodo de unos quince minutos.<\/p>\n

Uno de los misteriosos productos de la radiactividad<\/a> era el evasivo neutrino<\/a>, propuesto como hip\u00f3tesis provisional por Pauli en 1929, aunque no fue obserado directamente hasta 1956.<\/p>\n

Ahora, las cosas se conocen mejor y se dispone de una imagen m\u00e1s completa conocida como modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas<\/em>. Este modelo parece acoger casi todo el comportamiento observado concerniente al vasto conjunto de part\u00edculas que hoy conocemos. Al fot\u00f3n<\/a>, el electr\u00f3n<\/a>, el prot\u00f3n<\/a>, el positr\u00f3n y el neutr\u00f3n<\/a>, se han a\u00f1adido el mu\u00f3n<\/a> y los diversos neutrinos<\/a>, los piones<\/a> (predichos por Yukawa en 1934), los kaones<\/a>, los lambda<\/a>s, los sigma<\/a>s y la celebradamente predicha por Gell-Mann, la omega<\/a> menos.<\/p>\n

El antiprot\u00f3n<\/a> fue directamente observado en 1955, y el antineutr\u00f3n<\/a> en 1956. hay nuevos tipos de entidades conocidas como los quarks<\/a>, gluones<\/a>, bosones<\/a> W+<\/sup>, W–<\/sup> y Z0<\/sup>; hay vastas hordas de part\u00edculas cuya existencia es tan fugaz que no han sido nunca directamente observadas, por lo que suelen llamar \u201cresonancias\u201d.<\/p>\n

El formalismo de la teor\u00eda moderna exige as\u00ed mismo entidades transitorias llamadas part\u00edculas \u201cvirtuales\u201d, y tambi\u00e9n cantidades conocidas como \u201cfantasmas\u201d que est\u00e1n a\u00fan m\u00e1s lejos de poder ser observadas en directo. Existe un n\u00famero desmesurado de part\u00edculas propuestas (a\u00fan no observadas) que son predichas por ciertos modelos te\u00f3ricos, aunque no son en absoluto consecuencias del andamiaje general de la f\u00edsica de part\u00edculas aceptada: a saber, bosones<\/a> X, axiones, fotinos, gluinos, monopolos magn\u00e9ticos, dilatones, etc.<\/p>\n

Est\u00e1 tambi\u00e9n la misteriosa part\u00edcula de Higgs<\/a> (a\u00fan no observada) cuya existencia, de una u otra forma, es esencial para la f\u00edsica de part\u00edculas actual, donde la part\u00edcula de Higgs<\/a> se considera responsable de la masa de todas las part\u00edculas.<\/p>\n

No he mencionado aqu\u00ed el gravit\u00f3n<\/a>, la hipot\u00e9tica part\u00edcula mediadora de la gravitaci\u00f3n, toda vez que la gravedad no est\u00e1 inmersa en el modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica, sino que est\u00e1 descrita por la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a>.<\/p>\n

Es bien sabido que la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (el universo de las part\u00edculas subat\u00f3micas) y la relatividad<\/a> general (el universo de los grandes objetos cosmol\u00f3gicos), de momento no han sido unidas; se rechazan mutuamente con una ferocidad asombrosa.<\/p>\n

Parece que la teor\u00eda de cuerdas no s\u00f3lo no rechaza estas dos teor\u00edas antag\u00f3nicas, sino que en sus m\u00e1s altas dimensiones las acoge de manera natural, y ambas se complementan para formar un todo en el que tienen cabida el universo de las part\u00edculas, de la gravedad, de las fuerzas fundamentales y de la materia.<\/p>\n

Es bonito pensar que un d\u00eda en el futuro se contar\u00e1 con ese modelo completo que, sin estridencias, d\u00e9 cabida a todo y nos lo pueda explicar todo.<\/p>\n

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

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