{"id":6797,"date":"2025-06-30T07:13:02","date_gmt":"2025-06-30T06:13:02","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=6797"},"modified":"2025-06-30T07:14:28","modified_gmt":"2025-06-30T06:14:28","slug":"la-fisica-de-particulas-y-la-cosmologia","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2025\/06\/30\/la-fisica-de-particulas-y-la-cosmologia\/","title":{"rendered":"La F\u00edsica de part\u00edculas y la Cosmolog\u00eda"},"content":{"rendered":"

\"El<\/p>\n

Leibniz nos dec\u00eda: <\/strong><\/p>\n

\n

“Todo estado presente de una sustancia simple es naturalmente, una consecuencia de su estado anterior, de modo que se presente est\u00e1 cargado de su futuro”.<\/strong><\/p>\n

 <\/p><\/blockquote>\n

\"Las<\/p>\n

 <\/p>\n

Y, Marco Aurelio:<\/strong><\/p>\n

\n

“Quien ha visto las cosas presentes ha visto todo, todo lo ocurrido desde la eternidad y todo lo que ocurrir\u00e1 en el tiempo sin fin; pues todas las cosas son de la misma clase y de la misma forma.”<\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n

El primero nos se\u00f1alaba el camino recorrido por la evoluci\u00f3n hasta nuestros d\u00edas y, se\u00f1alaba los cambios que el ritmo del universo producir\u00eda en todo lo presente que es producto del pasado, lo mismo que el futuro, lo ser\u00e1 del presente, es decir, todo es debido a la causalidad. El segundo, m\u00e1s profundo, nos daba a entender que todo est\u00e1 hecho de la misma cosa. Desde una flor hasta una galaxia, todos son Quarks y Leptones.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Modelos<\/p>\n

 <\/p>\n

A finales del siglo XIX, la f\u00edsica experiment\u00f3 importantes avances que pavimentaron el camino para la f\u00edsica de part\u00edculas.\u00a0<\/span>El descubrimiento de fen\u00f3menos como la radiactividad<\/a>, la naturaleza corpuscular de la luz y el electr\u00f3n<\/a> como part\u00edcula fundamental, junto con la postulaci\u00f3n del \u00e1tomo como estructura divisible, marcaron un punto de inflexi\u00f3n.\u00a0<\/span>Estos descubrimientos sentaron las bases para la comprensi\u00f3n de la materia a nivel subat\u00f3mico y el desarrollo de la f\u00edsica cu\u00e1ntica.\u00a0<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Los finales del siglo XX quiz\u00e1 sean recordados en la historia de la ciencia como la \u00e9poca en que la f\u00edsica de part\u00edculas, el estudio de las estructuras m\u00e1s peque\u00f1as de la naturaleza, uni\u00f3 sus fuerzas a la cosmolog\u00eda, el estudio del universo como un todo. Juntas, estas dos disciplinas esbozar\u00edan el esquema de la historia c\u00f3smica, investigando el pasado de las estructuras naturales en un \u00e1mbito de escala enorme, desde los n\u00facleos de los \u00e1tomos hasta los c\u00famulos de las galaxias.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"El\"La<\/p>\n

 <\/p>\n

Fue un matrimonio apresurado de dos disciplinas muy diferentes. Los cosm\u00f3logos tienden a ser solitarios, con la mirada fija en los horizontes lejanos del espacio “infinito” y del tiempo “sin fin”, y acumulan fascinados sus datos que son, en realidad, los hilos de la antigua luz que llegaron de las estrellas lejanas situadas en los confines de ese universo presentido y lejano. Los f\u00edsicos de part\u00edculas, en contraste con ellos, son relativamente gregarios -tienen que serlo, pues ni siquiera un Einstein<\/a> sabe suficiente f\u00edsica como para hacerlo todo \u00e9l solo- y f\u00edsicos: son por tradici\u00f3n transmitida estudiosos del aqu\u00ed y ahora, inclinados a curvar cosas, volar cosas y desmontar cosas. Los f\u00edsicos trabajan dura y r\u00e1pidamente, obsesionados por la leyenda de que es probable que tengan muchas ideas nuevas \u00fatiles despu\u00e9s de los cuarenta, mientras que los com\u00f3logos son m\u00e1s a menudo jugadores de finales, adeptos a las visiones de vasto alcance, de qui\u00e9nes cabe esperar que realicen investigaciones productivas cuando ya les blanquea el cabello. Si los f\u00edsicos son los zorros de los que Arqu\u00edloco dec\u00eda que saben muchas cosas, los cosm\u00f3logos son m\u00e1s afines a las centenarias tortugas que saben una sola gran cosa.<\/p>\n

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\"\"<\/p>\n

Sin embargo, a finales de los a\u00f1os setenta, los f\u00edsicos de part\u00edculas se aventuraron a acudir a los seminarios de cosmolog\u00eda a estudiar las galaxias y los qu\u00e1sars, mientras que los cosm\u00f3logos alquilaron m\u00e1quinas del CERN y el Fermilab para trabajar en la f\u00edsica de altas energ\u00edas en las instalaciones subterr\u00e1neas desde donde no se ve\u00edan las estrellas. En 1985 Murray Gell-Mann declar\u00f3 que “la f\u00edsica de part\u00edculas elementales y el estudio del universo primitivo, las dos ramas fundamentales de la ciencia de la naturaleza, se hab\u00edan fundido esencialmente.”<\/p>\n

 <\/p>\n

\"La<\/p>\n

 <\/p>\n

\n

Su terreno de encuentro fue el Big Bang<\/a>. Los f\u00edsicos identificaron simetr\u00edas en la naturaleza que hoy est\u00e1n rotas pero que estuvieron intactas en un entorno de altas energ\u00edas. Los cosm\u00f3logos informaron que el universo estuvo anta\u00f1o en tal estado de alta energ\u00eda, en las etapas iniciales del Big Bang<\/a>. Unidas ambas cosas, aparece el cuadro de un universo perfectamente sim\u00e9trico cuyas simetr\u00edas se quebraron a medida que se expandi\u00f3 y se enfri\u00f3, creando part\u00edculas de materia y energ\u00edas que encontramos hoy a nuestro alrededor y estamp\u00e1ndoles las pruebas de su genealog\u00eda. Steven Winberg, un adalid de aquella alianza, describi\u00f3 la teor\u00eda electrod\u00e9bil unificada en t\u00e9rminos de su relaci\u00f3n con el universo primitivo:<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Qu\u00e9<\/p>\n

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Lo que es tan especial en la teor\u00eda electrod\u00e9bil es que las part\u00edculas [portadoras de fuerza] forman una familia estrechamente unida, con cuatro miembros: la W+<\/sup>, la W–<\/sup> de carga opuesta, la Z neutra y el cuarto miembro es nuestro viejo amigo el fot\u00f3n<\/a>, portador del electromagnetismo. Son todas hermanas, estrechamente relacionadas por el principio de simetr\u00eda que dice que son todas la misma cosa, pero que la simetr\u00eda se ha roto. La simetr\u00eda est\u00e1 all\u00ed, en las ecuaciones subyacentes de la teor\u00eda, pero no es evidente en las part\u00edculas mismas. Por eso las W y la Z son mucho m\u00e1s pesadas que el fot\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

\"Un\"El<\/p>\n

 <\/p>\n

Estas part\u00edculas \u2013 las mismas cuya aparici\u00f3n en el acelerador del CERN verific\u00f3 la teor\u00eda electrod\u00e9bil \u2013 son las mediadoras intercambiables en las interacciones de fuerzas electromagn\u00e9ticas y d\u00e9biles, lo que las hace indistinguibles.\u00a0 En ese tiempo, el Universo est\u00e1 gobernando s\u00f3lo por tres fuerzas: la gravedad, la interacci\u00f3n nuclear fuerte y la electrod\u00e9bil.<\/p>\n

Precisamente eso nos da la pista para creer que hubo un tiempo,\u00a0 en el pasado, en el universdo muy temprano, en que la temperatura estaba muy por encima de algunos cientos de veces de la masa del prot\u00f3n<\/a>, cuando la simetr\u00eda a\u00fan no se hab\u00eda roto, y la fuerza d\u00e9bil y la electromagn\u00e9tica no s\u00f3lo eran la misma matem\u00e1ticamente, sino realmente la misma. Un f\u00edsico que hubiera vivido por aquel entonces, lo que es dif\u00edcil imaginar, no habr\u00eda visto ninguna diferencia real entre las fuerzas producidas por el intercambio de estas cuatro part\u00edculas:<\/p>\n

Las W, la Z y el fot\u00f3n<\/a>.<\/strong><\/p>\n

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 <\/p>\n

\"Un<\/p>\n

M\u00e1s atr\u00e1s de ese tiempo nos quedamos en el misterio y envueltos en una gran nebulosa de ignorancia.\u00a0 Cada uno se despacha a su gusto para lanzar conjeturas y teorizar sobre lo que pudo haber sido.\u00a0\u00a0 Seguramente, en el futuro, ser\u00e1 la teor\u00eda M<\/a> (de supercuerdas) la que contestar\u00e1 esas preguntas sin respuestas ahora, si por fin, llegamos a ser capaces de verificarla y, si no es as\u00ed, vendr\u00e1 alguna otra teor\u00eda avanzada que lo har\u00e1.<\/p>\n

En los 10-35<\/sup> de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un \u00e1mbito en el que las condiciones c\u00f3smicas son a\u00fan menos conocidas.\u00a0 Si las grandes teor\u00edas unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetr\u00eda por la que la fuerza electronuclear<\/a> unificada se escindi\u00f3 en las fuerzas electrod\u00e9bil y las fuertes.\u00a0 Si es correcta la teor\u00eda de la supersimetr\u00eda<\/a>, la transici\u00f3n puede haberse producido antes, hab\u00eda involucrado a la gravitaci\u00f3n.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Grandes<\/p>\n

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\n

Elaborar una teor\u00eda totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurri\u00f3 en ese tiempo remoto que, seg\u00fan los \u00faltimos estudios est\u00e1 situado entre 15.000 y 18.000 millones de a\u00f1os, cuando la perfecta simetr\u00eda que, se pensaba, caracteriz\u00f3 el Universo, se hizo a\u00f1icos para dar lugar a los simetr\u00edas rotas que hallamos a nuestro alrededor y que nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, parad\u00f3jicamente, hicieron posible nuestra aparici\u00f3n para que ahora, sea posible que, alguien como yo est\u00e9 contando lo que pas\u00f3.<\/p>\n

Pero hasta que no tengamos tal teor\u00eda no podemos esperar comprender lo que realmente ocurri\u00f3 en ese Universo primitivo.\u00a0 Los l\u00edmites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo s\u00f3lo es de 10-43<\/sup> de segundo, nos da la \u00fanica respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"La\"Qu\u00e9<\/p>\n

La Era de Planck<\/a> y la espuma cu\u00e1ntica<\/strong><\/p>\n

Del otro lado de esa puerta est\u00e1 la \u00e9poca de Planck, un tiempo en que la atracci\u00f3n gravitatoria ejercida por cada part\u00edcula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte<\/a>. As\u00ed que, llegados a este punto podemos decir que la clave te\u00f3rica que podr\u00eda abrir esa puerta ser\u00eda una teor\u00eda unificada que incluyese la gravitaci\u00f3n. La persona que llegue a esa teor\u00eda llegar\u00e1 a la mayor profundidad en la contemplaci\u00f3n del alba del tiempo.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 es lo que ver\u00e1?<\/strong><\/p>\n

Pero, eso s\u00ed, mientras tanto seguimos produciendo im\u00e1genes de todo tipo mediante las cu\u00e1les se nos quiere hacer ver que, la materia oscura<\/a>\u00a0 est\u00e1 ah\u00ed presente, sin embargo, nada de lo que estamos viendo es “materia oscura<\/a>”\u00a0 son filamentos de plasma<\/a>, polvo y gas interestelar, y otros objetos y sustancias que en el Universo se producen mediante la qu\u00edmica de la energ\u00eda de las estrellas presente en esos lugares pero, \u201cmateria oscura<\/a><\/a>\u201d me parece que no. Claro que, una cosa no se puede discutir, alguna clase de \u201cmateria\u201d o de “fuerza” desconocida (o lo quen sea) estaba all\u00ed presente para hacer posible que surgieran las primeras estrellas y galaxias.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

 <\/p>\n

Por supuesto, en aquel tiempo primero, no hay mol\u00e9culas, ni \u00e1tomos, ni n\u00facleos at\u00f3micos, y, a 10-6<\/sup> (0.000001) de segundo despu\u00e9s del comienzo del tiempo, tampoco hay neutrones<\/a> ni protones<\/a>.\u00a0 El Universo es un oc\u00e9ano de Quarks\u00a0 libres y otras part\u00edculas elementales.<\/p>\n

\u00a0Si nos tomamos el trabajo de contarlos, hallaremos que por cada mil millones de ant-quarks existen mil millones y un quark<\/a>.\u00a0 Esta asimetr\u00eda es importante.\u00a0 Los pocos quarks<\/a> en exceso destinados a sobrevivir a la aniquilaci\u00f3n general quark-anti-quark formaran todos los \u00e1tomos de materia del Universo del \u00faltimo d\u00eda.\u00a0 Se desconoce el origen de la desigualdad; presumiblemente obedezca a la ruptura de una simetr\u00eda materia antimateria en alguna etapa anterior.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nuestra indicutible ignorancia siempre nos llev\u00f3 ante muchas puertas cerradas que, de alguna manera misteriosa, pudimos abrir para asombrarnos ante las maravillas que detr\u00e1s de ellas existen. Hombres y mujeres de nuestra especie han sido capaces de encontrar esas llaves perdidas que posibilitaron abrir aquellas puertas, descorriendo el velo que tapaba y escond\u00eda los misterios de la naturaleza.<\/p>\n

Creo, en mi enorme ignorancia, que se ver\u00e1n m\u00e1s puertas cerradas. En las que, en lo anto de sus dinteles habr\u00e1 carteles que digan: Materia Oscura, Singularidad, Agujeros Negros, Multiversos, Fluctuaciones de vac\u00edo, Energ\u00eda de punto cero, teor\u00eda luz-luz\u2026y muchas m\u00e1s puertas que nos exigen encontrar las llaves que la puedan abrir para mirar dentro de sus recintos para saber\u2026.y, al entrar, ver y comprender sobre todo aquello, con sorpresa veremos que, al fondo y en penumbra, otras puertas con otros letreros nuevos\u2026est\u00e1n esperando all\u00ed, para que comencemos de nuevo a buscar las llaves que las abran para mostrarnos sus secretos\u2026Esos puertas cerradas, amigos m\u00edos, siempre estar\u00e1n ah\u00ed esper\u00e1ndonos. O, lo que es lo mismo, siempre detr\u00e1s de un nuevo conocimiento, encontraremos otras nuevas preguntas, otras puertas cerradas que esconder\u00e1n m\u00e1s saber de cosas que ignoramos.<\/p>\n

Emilio Silvera V\u00e1zquez<\/strong><\/p>\n

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\r\n\t\t\r\n\t\t
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