{"id":957,"date":"2009-10-18T07:26:00","date_gmt":"2009-10-18T05:26:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=957"},"modified":"2009-10-18T12:07:11","modified_gmt":"2009-10-18T10:07:11","slug":"%c2%a1la-luz-%c2%a1las-particulas-ii","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2009\/10\/18\/%c2%a1la-luz-%c2%a1las-particulas-ii\/","title":{"rendered":"\u00a1LA LUZ! \u00a1Las Part\u00edculas! II"},"content":{"rendered":"

Actualmente sabemos que ni los \u00e1tomos, ni los protones<\/a> y neutrones<\/a>, dentro de ellos, son indivisibles. La cuesti\u00f3n que se nos plantea es: \u00bfcu\u00e1les son las verdaderas part\u00edculas elementales, los ladrillos b\u00e1sicos con los que est\u00e1n hechas todas las cosas, desde una gota de roc\u00edo, a una rosa, pasando por nosotros mismos o una inmensa galaxia? <\/em><\/p>\n

Pero eso s\u00ed, tengo muy clara una cuesti\u00f3n:<\/p>\n

Despu\u00e9s de lo anteriormente explicado est\u00e1 claro que tenemos que dominar lo muy peque\u00f1o para poder dominar lo muy grande.<\/p>\n

El dominio (relativo) del universo at\u00f3mico, como hemos visto antes, nos ha reportado grandes beneficios. Sin embargo, nos queda a\u00fan mucho camino por recorrer.<\/p>\n

El Modelo Est\u00e1ndar de la f\u00edsica nos explica (con sus defectos) las part\u00edculas elementales que conforman la materia: quarks<\/a>, hadrones<\/a>, leptones<\/a>, etc.\u00a0 Tambi\u00e9n nos explica las fuerzas que interaccionan con estas part\u00edculas: la nuclear fuerte y la d\u00e9bil, el electromagnetismo y la gravedad. Veamos alguna caracter\u00edstica y para qu\u00e9 sirven dichas fuerzas, as\u00ed como su alcance y potencia.<\/p>\n

<\/p>\n

Fuerza nuclear fuerte<\/strong><\/p>\n

Su alcance en metros: < 3 \u00d7 10-15<\/sup>, se dice que la propiedad de los quarks<\/a> conocida como libertad asint\u00f3tica<\/a> hace que la interacci\u00f3n entre ellos sea d\u00e9bil cuanto m\u00e1s cerca est\u00e1n los unos de los otros, est\u00e1n confinados con los gluones<\/a> en un radio o regi\u00f3n de:\u00a0 r \u00bb hc\/L \u00bb 10-13<\/sup> cm.<\/p>\n

Al contrario de las otras fuerzas, esta crece con la distancia. Tiene una fuerza relativa de 1041<\/sup>. Es la responsable de mantener unidos a los protones<\/a> y neutrones<\/a> en el n\u00facleo at\u00f3mico.<\/p>\n

La part\u00edcula portadora de la fuerza es el glu\u00f3n<\/a> (glue<\/em> en ingl\u00e9s, es pegamento) que en n\u00famero de ocho, act\u00faa como un espeso pegamento en forma de muelle que, cuanto m\u00e1s se estira m\u00e1s fuerza genera.<\/p>\n

La interacci\u00f3n nuclear fuerte es la mayor, la de m\u00e1s potencia de las cuatro fuerzas fundamentales, es 102<\/sup> veces mayor que la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>, aparece s\u00f3lo entre los hadrones<\/a> (protones<\/a>, neutrones<\/a>, etc). Como dijimos al principio, act\u00faa a tan corta distancia como 10-15<\/sup> metros, mediado por los mesones<\/a> virtuales que llamamos gluones<\/a>.<\/p>\n

Fuerza nuclear d\u00e9bil<\/strong><\/p>\n

Su alcance es de < 10-15<\/sup> metros, su fuerza relativa de 1028<\/sup>, intervienen en la radiaci\u00f3n radiactiva, ocurre entre leptones<\/a> (electrones<\/a>, muones<\/a>, tau<\/a> y los correspondientes neutrinos<\/a> asociados) y en la desintegraci\u00f3n de los hadrones<\/a>, la desintegraci\u00f3n beta<\/a> de las part\u00edculas y n\u00facleos. Est\u00e1 mediada por el intercambio de part\u00edculas virtuales, llamadas bosones<\/a> vectoriales intermediarios: en este caso, las part\u00edculas W+<\/sup>, W–<\/sup> y\u00a0 Z0<\/sup>. Esta interacci\u00f3n se describe por la teor\u00eda electrod\u00e9bil que la unifica con las interacciones electromagn\u00e9ticas.<\/p>\n

Las interacciones electromagn\u00e9ticas<\/strong><\/p>\n

Tiene un alcance infinito, su fuerza relativa es de 1039<\/sup>, es la responsable de las fuerzas que controlan la estructura at\u00f3mica, reacciones qu\u00edmicas y todos los fen\u00f3menos electromagn\u00e9ticos. Unen los \u00e1tomos para formar mol\u00e9culas, propaga la luz, las ondas de radio y otras formas de energ\u00edas.<\/p>\n

Puede explicar las fuerzas entre las part\u00edculas cargadas, pero al contrario de las interacciones gravitacionales, puede ser tanto atractiva como repulsiva.<\/p>\n

Algunas part\u00edculas neutras se desintegran por interacciones electromagn\u00e9ticas. La interacci\u00f3n se puede interpretar tanto como un campo cl\u00e1sico de fuerzas (ley de Coulomb) como por el intercambio de unos fotones<\/a> virtuales.<\/p>\n

Igual que en las interacciones gravitatorias, el hecho de que las interacciones electromagn\u00e9ticas sean de largo alcance significa que tienen una teor\u00eda cl\u00e1sica bien definida dada por las ecuaciones de Maxwell.<\/p>\n

La teor\u00eda cu\u00e1ntica de las interacciones electromagn\u00e9ticas, se describen con la electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica, que es una forma sencilla de teor\u00eda gauge<\/a>*<\/a>.<\/p>\n

La interacci\u00f3n gravitacional<\/strong><\/p>\n

La interacci\u00f3n gravitacional, conocida como la fuerza de gravedad, es unas 1040<\/sup> veces m\u00e1s d\u00e9bil que la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica; es la m\u00e1s d\u00e9bil de todas las fuerzas de la naturaleza.<\/p>\n

Su alcance, como el de la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>, es infinito, y su fuerza relativa es de 1. Su funci\u00f3n es actuar entre los cuerpos masivos sobre los que ejerce una fuerza atractiva en funci\u00f3n de sus masas y de las distancias que los separa, mantienen unidos los planetas alrededor del Sol, las estrellas en las galaxias y nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra.<\/p>\n

La interacci\u00f3n puede ser comprendida utilizando un campo cl\u00e1sico en el que la intensidad de la fuerza disminuye con el cuadrado de la distancia entre los cuerpos interaccionantes (Ley de Newton<\/a>).<\/p>\n

El hipot\u00e9tico cuanto de gravitaci\u00f3n, el bos\u00f3n<\/a> denominado gravit\u00f3n<\/a>, es tambi\u00e9n un concepto \u00fatil en algunos contextos. En la escala at\u00f3mica, la fuerza gravitacional<\/a> es despreciablemente d\u00e9bil, pero a escala cosmol\u00f3gica, donde las masas son enormes, es inmensamente importante para mantener el equilibrio entre los componentes del universo.<\/p>\n

Sin la fuerza de gravedad, el universo ser\u00eda un completo caos, todos los planetas, estrellas y dem\u00e1s objetos cosmol\u00f3gicos estar\u00edan vagando sin rumbo por el vac\u00edo estelar y las colisiones ser\u00edan lo cotidiano.<\/p>\n

Debido a que las interacciones gravitacionales son de largo alcance, hay una teor\u00eda macrosc\u00f3pica bien definida, que es la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a>.<\/p>\n

Por el momento no hay teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravedad que sea satisfactoria. Es posible que la teor\u00eda de supercuerdas<\/a>, en su versi\u00f3n m\u00e1s avanzada conocida como teor\u00eda M<\/a> de Edward Witten, nos pueda dar una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravedad que sea consistente y nos explique cuestiones que ahora no tienen respuestas.<\/p>\n

Estas\u00a0 cuatro fuerzas fundamentales que acabo de describir para todos ustedes son las fuerzas que rigen en nuestro universo. Son las fuerzas que interaccionan con toda la materia y el comportamiento de \u00e9sta viene dado por dichas interacciones. El universo es como es porque las fuerzas son las que son; si alguna de estas fuerzas fueran m\u00ednimamente distintas, si la carga o la masa del electr\u00f3n<\/a> variaran s\u00f3lo una millon\u00e9sima, el universo ser\u00eda otro muy distinto y, seguramente, nosotros no estar\u00edamos aqu\u00ed para contarlo.<\/p>\n

Todo el conjunto est\u00e1 sometido a un equilibrio que, entre otras cuestiones, hizo posible la existencia de vida inteligente en nuestro universo, al menos, que sepamos, en un planeta insignificante de un sistema solar insignificante situado en la periferia de una de los cientos de miles de millones de galaxias que pueblan el universo. Estad\u00edsticamente hablando, ser\u00eda casi imposible que no existieran otros muchos planetas, en otros sistemas solares, ocupados por seres inteligentes similares o distintos a nosotros. El problema est\u00e1 en que podamos coincidir en el tiempo y en que podamos, de alguna manera, vencer las distancias que nos separan.<\/p>\n

Hay que pensar en las especies que a lo largo de millones de a\u00f1os se han extinguidos en nuestro planeta. Hace ahora algo m\u00e1s de 65 millones de a\u00f1os que se extinguieron los dinosaurios, que reinaron en nuestro planeta durante 150 millones de a\u00f1os. Podemos decir entonces que nuestra especie es una reci\u00e9n llegada al planeta y, aunque es la primera (as\u00ed parece ser) que tiene conciencia de ser y algo de “racionalidad”, no sabemos por cu\u00e1nto tiempo estaremos aqu\u00ed, si nos extinguiremos antes de tener la oportunidad o los medios de contactar con otras inteligencias, o si nuestra manera de ser no nos lleva a la autodestrucci\u00f3n. Pero somos j\u00f3venes, nuestra presencia m\u00e1s rudimentaria en el planeta (el origen) data de s\u00f3lo 3 millones de a\u00f1os.<\/p>\n

De todas las maneras estamos obligados a continuar avanzando en el conocimiento del universo, de las fuerzas que lo rigen y de la materia y el espacio que lo conforma. En tal empresa est\u00e1n ocupados muchos equipos de cient\u00edficos, son f\u00edsicos y matem\u00e1ticos, astr\u00f3nomos y astrof\u00edsicos, cosm\u00f3logos y otros m\u00e1s que tratan de desvelar los secretos muy bien guardados de la naturaleza.<\/p>\n

Es preciso encontrar una teor\u00eda unificada de todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza que incorpore una especie de supersimetr\u00eda<\/a> que permita unificar, por fin, la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica con la relatividad<\/a> general (el universo de lo muy peque\u00f1o con el universo de lo muy grande), el mundo del \u00e1tomo con el mundo de las galaxias.<\/p>\n

Esa teor\u00eda puede ser la supercuerdas que est\u00e1 situada en una escala de longitud de unos 10-35<\/sup> metros y, como distancias muy cortas est\u00e1n asociadas a energ\u00edas muy altas, tienen una escala de energ\u00eda de 1019<\/sup> GeV, que est\u00e1 muy por encima de la energ\u00eda que cualquier acelerador de part\u00edculas en la actualidad pueda alcanzar, o que con la tecnolog\u00eda actual podamos construir.<\/p>\n

Las cuerdas asociadas con los bosones<\/a> s\u00f3lo son consistentes como teor\u00edas cu\u00e1nticas en un espacio-tiempo de 26 dimensiones; aquellas asociadas con las fermiones<\/a> s\u00f3lo lo son en un espacio-tiempo de 10 dimensiones. Se piensa que las cuatro dimensiones microsc\u00f3picas surgen por un mecanismo de Kaluza-Klein<\/a>, estando las restantes dimensiones “enrolladas”, “compactificadas” para ser muy peque\u00f1as.<\/p>\n

Una de las caracter\u00edsticas m\u00e1s atractivas de la teor\u00eda de supercuerdas<\/a> es que dan lugar a part\u00edculas de esp\u00edn<\/a> 2, que son identificadas con los gravitones<\/a> (no encontrados a\u00fan). Por tanto, una teor\u00eda de supercuerdas<\/a> autom\u00e1ticamente contiene una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravedad (se unen la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica de Planck, con la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a>).<\/p>\n

Se piensa que las supercuerdas est\u00e1n libres de infinitos que no pueden ser eliminados por renormalizaci\u00f3n, que plagan todos los intentos de construir una teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos que incorpore la gravedad. Hay algunas evidencias de que la teor\u00eda de supercuerdas<\/a> est\u00e1 libre de estos infinitos, pero no tenemos a\u00fan una prueba definitiva.<\/p>\n

Aunque no hay evidencia directa de las supercuerdas, algunas de sus caracter\u00edsticas son compatibles con los hechos experimentales observados en las part\u00edculas elementales, como la posibilidad de que las part\u00edculas no respeten paridad, lo que en efecto ocurre en las interacciones d\u00e9biles.<\/p>\n

La cuerda se presenta para reemplazar la idea de part\u00edcula elemental puntual (usada en teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos) por una l\u00ednea o trozo que se puede dividir en dos iguales, o un lazo (una cuerda cerrada). Los estados de una part\u00edcula pueden ser producidos por ondas estacionarias a lo largo de esta cuerda. La combinaci\u00f3n de la teor\u00eda de cuerdas y la supersimetr\u00eda<\/a> da lugar a la teor\u00eda de supercuerdas<\/a>.<\/p>\n

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

\n

*<\/a> Cualquiera de las teor\u00edas cu\u00e1nticas de campos creadas para explicar las interacciones fundamentales. Una teor\u00eda gauge<\/a> requiere un grupo de simetr\u00eda para los campos y los 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 fuerte y d\u00e9biles utilizan grupos no abelianos. Esta diferencia explica por qu\u00e9 la electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica es una teor\u00eda mucho m\u00e1s simple que la cronodin\u00e1mica cu\u00e1ntica, que describe las interacciones fuertes y la teor\u00eda electro d\u00e9bil. En la gravedad cu\u00e1ntica, el grupo es mucho m\u00e1s complicado a\u00fan que los grupos gange.<\/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":"

Actualmente sabemos que ni los \u00e1tomos, ni los protones y neutrones, dentro de ellos, son indivisibles. La cuesti\u00f3n que se nos plantea es: \u00bfcu\u00e1les son las verdaderas part\u00edculas elementales, los ladrillos b\u00e1sicos con los que est\u00e1n hechas todas las cosas, desde una gota de roc\u00edo, a una rosa, pasando por nosotros mismos o una inmensa […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_s2mail":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/957"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=957"}],"version-history":[{"count":0,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/957\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=957"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=957"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=957"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}