“… el Modelo Est\u00e1ndar es, en la historia de la f\u00edsica, la m\u00e1s sofisticada teor\u00eda matem\u00e1tica sobre la Naturaleza. A pesar de la palabra \u201cmodelo\u201d en su nombre, el Modelo Est\u00e1ndar es una teor\u00eda comprensiva que identifica las part\u00edculas b\u00e1sicas y especifica c\u00f3mo interact\u00faan. Todo lo que pasa en nuestro mundo (excepto los efectos de la gravedad) es resultado de las part\u00edculas del Modelo Est\u00e1ndar interactuando de acuerdo con sus reglas y ecuaciones”.<\/p>\n<\/blockquote>\n
![\"\"](\"http:\/\/3.bp.blogspot.com\/-rWfSBgJgvjM\/TXoFkeB53pI\/AAAAAAAAG38\/k-PRAlGW_Co\/s1600\/MASALLA.jpg\")
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De acuerdo con el Modelo Est\u00e1ndar, leptones<\/a> y quarks<\/a> son part\u00edculas verdaderamente elementales, en el sentido de que no poseen estructura interna. Las part\u00edculas que tienen estructura interna se llaman hadrones<\/a>; est\u00e1n constituidas por quarks<\/a>: bariones<\/a> cuando est\u00e1n formadas por tres quarks<\/a> o tres antiquarks, o mesones<\/a> cuando est\u00e1n constituidas por un quark<\/a> y un antiquark.<\/p>\n Nuevos datos del experimento BaBar, una colaboraci\u00f3n internacional que tiene su sede en California, Estados Unidos, fueron analizados recientemente y los resultados obtenidos parecen indicar que existen posibles fallos en el Modelo Est\u00e1ndar de la F\u00edsica de Part\u00edculas, teor\u00eda que hasta el momento es la que explica mejor c\u00f3mo funciona el universo a escalas subat\u00f3micas.<\/p>\n Claro que, ya estamos acostumbrados a que el imparable avance del conocimiento de la f\u00edsica, a medida que se van descubriendo nuevas tecnolog\u00edas, tambi\u00e9n nos posibilite para poder avanzar m\u00e1s y m\u00e1s profundamente en los modelos y teor\u00edas que manejamos y, lo que podemos ir viendo en los nuevos descubrimientos nos ayudan a mejorar los modelos y teor\u00edas actuales para ir adaptando la f\u00edsica a la realidad que la Naturaleza nos muestra.<\/p>\n Sin embargo, y a pesar de ello, lo cierto es que, el llamado Modelo Est\u00e1ndar (en lineas generales) nos ha servido bien como una teor\u00eda coherente y de extraordinario \u00e9xito en relaci\u00f3n a las interacciones que operan en el Universo. De hecho, el Modelo Est\u00e1ndar incorpora las teor\u00edas relativistas y cu\u00e1nticas de interacciones fuertes, electromagn\u00e9ticas y d\u00e9biles (dejando fuera la Gravedad) que ha superado todas las pruebas con la evidencia experimental, desde las energ\u00edas m\u00e1s peque\u00f1as hasta los millones de millones de electr\u00f3n-voltios que se han alcanzado en los Laboratorios del Fermilab en Illinois; desde la precisi\u00f3n de las medidas de masas de estados ligados o de momentos magn\u00e9ticos, a baja energ\u00eda, hasta las fabulosas del acelerador LEP en el CERN y ahora del LHC los dos en Ginebra.<\/p>\n Un \u00e1tomo de Helio 4 seg\u00fan el modelo est\u00e1ndar, se muestra de color rojo las interacciones electromagn\u00e9ticas y de color naranja las Fuertes. Entrar en este “universo” de lo muy peque\u00f1o resulta verdaderamente fascinante. Ah\u00ed podemos ver cosas que, en la vida cotidiana est\u00e1n ausentes y, nos puede parecer habernos transportado a otro mundo donde las cosas funcionan de otra manera.<\/p>\n Seg\u00fan el Modelo Est\u00e1ndar, la gran cantidad de part\u00edculas elementales hasta hoy detectadas, cerca de 300, en aceleradores\/colisionadores de part\u00edculas o en rayos c\u00f3smicos, puede ser agrupada en leptones<\/a>, quarks<\/a> y hadrones<\/a> o en leptones<\/a> y hadrones<\/a>, ya que los quarks<\/a> son constituyentes de los hadrones<\/a> o, tambi\u00e9n, en leptones<\/a>, bariones<\/a> y mesones<\/a>, pues los hadrones<\/a> pueden ser divididos en bariones<\/a> y mesones<\/a>.<\/p>\n Las interacciones fundamentales tienen lugar como si las part\u00edculas que interact\u00faan \u201cintercambiasen\u201d otras part\u00edculas entre s\u00ed. Esas part\u00edculas mediadoras ser\u00edan los fotones<\/a> en la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica, los gluones<\/a> en la interacci\u00f3n fuerte, las part\u00edculas W y Z en la interacci\u00f3n d\u00e9bil y los gravitones<\/a> (a\u00fan no detectados) en la interacci\u00f3n gravitacional. Es decir, part\u00edculas el\u00e9ctricamente cargadas interactuar\u00edan intercambiando fotones<\/a>, part\u00edculas con carga color interactuar\u00edan intercambiando gluones<\/a>, part\u00edculas con carga d\u00e9bil intercambiar\u00edan part\u00edculas W y Z, mientras que part\u00edculas con masa intercambiar\u00edan gravitones<\/a>.<\/p>\n Las part\u00edculas mediadoras pueden no tener masa, pero tienen energ\u00eda, o sea, son pulsos de energ\u00eda. Por eso, se llaman virtuales. De los cuatro tipos de part\u00edculas mediadoras, las del tipo W y Z tienen masa, pero es com\u00fan que todas sean llamadas part\u00edculas virtuales.<\/p>\n Entonces, se podr\u00eda decir que las part\u00edculas de materia o part\u00edculas reales (leptones<\/a>, quarks<\/a> y hadrones<\/a>) interact\u00faan intercambiando part\u00edculas virtuales (fotones<\/a>, gluones<\/a>, W y Z, y gravitones<\/a>). Aqu\u00ed hay que tener en cuenta que las part\u00edculas de materia pueden tener m\u00e1s de una carga, de modo que experimentar\u00edan varias interacciones y fuerzas, pero el \u00e1mbito de la interacci\u00f3n puede variar mucho, de tal manera que en un determinado dominio una cierta interacci\u00f3n puede ser irrelevante. La fuerza gravitacional<\/a>, por ejemplo, puede ser despreciada en el dominio subat\u00f3mico. Es decir, aunque existan cuatro interacciones fundamentales, cuatro cargas y cuatro fuerzas, eso no quiere decir que todas las part\u00edculas tengan las cuatro cargas y experimenten las cuatro interacciones. a Gravedad en este \u00e1mbito, es tan peque\u00f1a que, pasa desapercibida para nuestros actuales instrumentos.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Yoichiro Nambu<\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Toshihide Maskawa\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Makoto Kobayashi<\/strong><\/strong><\/p>\n \u00bfPor qu\u00e9 hay algo en vez de nada? \u00bfPor qu\u00e9 hay tantas part\u00edculas elementales diferentes? Los se\u00f1ores que arriba vemos fueron premiados con el Nobel de F\u00edsica por sus ideas te\u00f3ricas que suministraron una comprensi\u00f3n m\u00e1s profunda de lo que sucede en el interior de los bloques m\u00e1s peque\u00f1os que forman la materia.<\/p>\n La naturaleza de las leyes de simetr\u00eda se encuentran en el coraz\u00f3n de este asunto. O m\u00e1s bien, la ruptura de las simetr\u00edas, tanto las que parecen haber existido en nuestro universo desde el principio como aquellas que han perdido su simetr\u00eda original en alguna parte del camino.<\/p>\n De hecho, todos somos hijos de la simetr\u00eda rota. Ello debi\u00f3 ocurrir inmediatamente despu\u00e9s del Big Bang<\/a>, hace unos 14.000 millones de a\u00f1os cuando fueron creadas la materia y la antimateria. El contacto de materia y antimateria es fatal para ambas, se aniquilan mutuamente y se transforman en radiaci\u00f3n. Es evidente que la materia, al final, gan\u00f3 la partida a la antimateria, de otra manera nosotros no estar\u00edamos aqu\u00ed. Pero estamos, y una peque\u00f1a desviaci\u00f3n de la simetr\u00eda perfecta parece que ha sido suficiente \u2013un exceso de una part\u00edcula de materia por cada diez mil millones de part\u00edculas de antimateria fueron suficientes para hacer que nuestro mundo exista-. Este exceso de la materia fue la semilla de nuestro universo, lleno de galaxias, estrellas y planetas y, eventualmente, de vida. Pero lo que hay detr\u00e1s de esta violaci\u00f3n de la simetr\u00eda en el cosmos es a\u00fan un gran misterio y un activo campo de investigaci\u00f3n.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 El paisaje que se refleja en las aguas del lago y nos muestra una simetr\u00eda especualr<\/p>\n La teor\u00eda de las part\u00edculas elementales considera tres formas b\u00e1sicas de simetr\u00eda: simetr\u00eda especular, simetr\u00eda de carga y simetr\u00eda temporal (en el lenguaje de la f\u00edsica la simetr\u00eda especular es denominada P, de paridad; la simetr\u00eda de carga, C y la simetr\u00eda temporal,T).<\/p>\n En la simetr\u00eda especular todos los sucesos ocurren exactamente igual si son observados directamente o reflejados en un espejo. Ello implica que no existe ninguna diferencia entre izquierda y derecha y nadie ser\u00eda capaz de distinguir su propio mundo de otro reflejado en un espejo. La simetr\u00eda de carga predice que las part\u00edculas cargadas se comportar\u00e1n exactamente igual que sus antipart\u00edculas, las cuales tiene exactamente las mismas propiedades pero carga opuesta. Y de acuerdo con la simetr\u00eda temporal, las cosas suceder\u00edan exactamente igual con independencia de que el tiempo transcurra hacia delante o hacia atr\u00e1s.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Cotidianidad o simetr\u00eda temporal<\/p>\n El Modelo Estandar es una s\u00edntesis de todas las ideas que la f\u00edsica de part\u00edculas ha generado durante m\u00e1s de un siglo. Se asienta sobre la base te\u00f3rica de los principios de simetr\u00eda de la f\u00edsica cu\u00e1ntica y la teor\u00eda de la relatividad<\/a> y ha resistido a innumerables pruebas. No obstante, varias crisis se sucedieron poniendo en peligro el bien construido edificio del modelo. Estas crisis tuvieron lugar porque los f\u00edsicos asum\u00edan que las leyes de la simetr\u00eda eran aplicables al micromundo de las part\u00edculas elementales. Pero esto no era totalmente\u00a0 cierto.<\/p>\n La primera sorpresa surgi\u00f3 en 1956 cuando dos f\u00edsicos te\u00f3ricos chino-americanos, Tsung Dao Lee y Chen Ning Yang (galardonados con el Premio Nobel al a\u00f1o siguiente, en 1967) comprobaron que la simetr\u00eda especular (simetr\u00eda P) era violada por la fuerza\u00a0 d\u00e9bil.<\/p>\n Una nueva violaci\u00f3n de las leyes de la simetr\u00eda ten\u00eda lugar en la desintegraci\u00f3n de una extra\u00f1a part\u00edcula llamada ka\u00f3n<\/a> (Premio Nobel concedido a James Cronin y Val Fitch en 1980). Una peque\u00f1a fracci\u00f3n de los kaones<\/a> no segu\u00edan las leyes de la simetr\u00eda especular y de carga; se romp\u00eda la simetr\u00eda CP y se desafiaba la estructura misma de la teor\u00eda.<\/p>\n Como ya se ha explicado el Modelo Est\u00e1ndar comprende todas las part\u00edculas elementales conocidas y tres de las cuatro fuerzas fundamentales. Pero, \u00bfpor qu\u00e9 son estas fuerzas tan diferentes?. \u00bfY por qu\u00e9 las part\u00edculas tienen masas tan diferentes?. La m\u00e1s pesada, el quark<\/a> top, es m\u00e1s de tres mil cien veces m\u00e1s pesado que el electr\u00f3n<\/a>. \u00bfPor qu\u00e9 tienen todas masa? La fuerza d\u00e9bil destaca en este aspecto una vez m\u00e1s: sus portadores, las part\u00edculas Z y W son muy pesadas, mientras que el fot\u00f3n<\/a>, que transmite la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>,\u00a0carece de masa.<\/p>\n La mayor\u00eda de los f\u00edsicos piensa que el llamado mecanismo de Higgs<\/a> es el responsable de que la simetr\u00eda original entre fuerzas fuera destruido dando a las part\u00edculas sus masas en las primeras etapas del universo.<\/p>\n El camino hacia ese descubrimiento fue trazado por Yoichiro Nambu<\/strong> quien, en 1960, fue el primero en introducir la violaci\u00f3n espont\u00e1nea de la simetr\u00eda en la f\u00edsica de part\u00edculas. Es por este descubrimiento por el que se le concede el Premio Nobel de F\u00edsica.<\/p>\n Tenemos algunos ejemplos banales de violaci\u00f3n espont\u00e1nea de la simetr\u00eda en la vida diaria. Un l\u00e1piz en equilibrio sobre su punta lleva una existencia totalmente sim\u00e9trica en la cual todas las direcciones son equivalentes. Pero esta simetr\u00eda se pierde cuando cae -ahora s\u00f3lo una direcci\u00f3n cuenta-. Por otro lado su condici\u00f3n es ahora m\u00e1s estable, el l\u00e1piz no puede volver a caer, ha llegado a su nivel m\u00e1s bajo de energ\u00eda.<\/p>\n El vac\u00edo de Bo\u00f6tes es uno de los mayores del Universo. El Gran Vac\u00edo, Vac\u00edo Bo\u00f6tes o Vac\u00edo del Boyero es una regi\u00f3n enorme y casi esf\u00e9rica del espacio, que contiene muy pocas galaxias. \u00a0Tiene unos 250 millones de a\u00f1os luz de di\u00e1metro (casi el 0.27% del di\u00e1metro del universo visible), o unos 236,000 Mpc3 en el volumen, el Vac\u00edo Bo\u00f6tes es uno de los mayores vac\u00edos conocidos en el universo, y nos referimos a el como un supervac\u00edo. Su descubrimiento fue reportado en Robert Kirshner y co. (1981), como parte de un estudio de corrimientos al rojo gal\u00e1cticos. El centro del Vac\u00edo Bo\u00f6tes esta a aproximadamente 700 millones de a\u00f1os luz de la Tierra.<\/p>\n El vac\u00edo tiene el nivel de energ\u00eda m\u00e1s bajo posible en el cosmos. En efecto, un vac\u00edo en f\u00edsica es precisamente un estado con la menor energ\u00eda posible. Sin embargo, no est\u00e1 totalmente vac\u00edo. Desde la llegada de la f\u00edsica cu\u00e1ntica, el vac\u00edo est\u00e1 lleno de una burbujeante sopa de part\u00edculas que aparecen e inmediatamente desaparecen en invisibles y ubicuos campos cu\u00e1nticos. Estamos rodeados por campos cu\u00e1nticos que se extienden por el espacio; las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza tambi\u00e9n son descritas como campos. Uno de ellos, el gravitacional, es conocido por todos nosotros. Es el que nos mantiene pegados a la tierra y determina la direcci\u00f3n arriba-abajo.<\/p>\n Nambu indic\u00f3 que las propiedades del vac\u00edo son de gran inter\u00e9s para el estudio de la rotura espont\u00e1nea de la simetr\u00eda. Un vac\u00edo, que es el estado m\u00e1s bajo de energ\u00eda, no se corresponde con el estado de mayor simetr\u00eda. Tan pronto como el l\u00e1piz se cae, la simetr\u00eda del campo cu\u00e1ntico queda rota y s\u00f3lo una de las muchas direcciones posibles es elegida. En las \u00faltimas d\u00e9cadas los m\u00e9todos de Nambus para tratar la violaci\u00f3n de la simetr\u00eda espont\u00e1nea en el Modelo Estandar han sido refinados y son frecuentemente usados hoy para calcular los efectos de la fuerza fuerte.<\/p>\n Hablar de todo esto nos lleva hacia caminos amplios y de un largo recorrido.<\/p>\n \u00a1Pero faltan los campos! Los cuatro campos. Sabemos que un cuerpo con masa crea alrededor de s\u00ed un campo gravitacional<\/em>, un campo de fuerza que ejerce una fuerza sobre otro cuerpo masivo y viceversa. An\u00e1logamente, un cuerpo cargado el\u00e9ctricamente, crea un campo electromagn\u00e9tico <\/em>(si est\u00e1 en reposo, se percibe s\u00f3lo su componente el\u00e9ctrico, si est\u00e1 en movimiento se manifiesta tambi\u00e9n el componente magn\u00e9tico) y ejerce una fuerza electromagn\u00e9tica<\/a> sobre otro cuerpo electrizado y viceversa.<\/p>\n De la misma manera, est\u00e1 el campo de la fuerza fuerte <\/em>y el campo de la fuerza d\u00e9bil. <\/em>O sea, hay cuatro campos fundamentales: el electromagn\u00e9tico, el fuerte, el d\u00e9bil y el gravitacional. Las\u00a0 part\u00edculas mediadoras son los quantos de los campos correspondientes: los fotones<\/a> son los quantos del campo electromagn\u00e9tico, los gluones<\/a> son los quantos del campo fuerte, las part\u00edculas W y Z del campo d\u00e9bil y los gravitones<\/a> ser\u00edan los quantos del campo gravitatorio.<\/p>\n En otras palabras, los cuatro campos fundamentales son el campo de fotones<\/a> (electromagn\u00e9tico), el de gluones<\/a> (fuerte), el de part\u00edculas W y Z (d\u00e9bil) y el de gravitones<\/a> (gravitacional). El problema en esa bella simetr\u00eda de cuatro cargas<\/em>, cuatro interacciones<\/em>, cuatro fuerzas<\/em>, cuatro tipos de part\u00edculas mediadoras <\/em>y cuatro campos <\/em>es que a\u00fan no fue detectado ning\u00fan gravit\u00f3n<\/a> y la gravedad, en s\u00ed, no encaja bien en esa teor\u00eda llamada Modelo Est\u00e1ndar y, por eso precisamente, se dice que es incompleto y que necesitamosm una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la Gravedad. En ese aspecto, yo, no las tengo todas conmigo, dado que la fuerza de Gravedad parece una teor\u00eda aparte y no quiere mezclarse con las otras. Sin embargo, dicen los de la teor\u00eda de cuerdas que all\u00ed, s\u00ed encajan las cuatro fuerzas.<\/p>\n Mucho, much\u00edsimo nos queda por explicar en relaci\u00f3n al Modelo est\u00e1ndar y a todo lo que en \u00e9l est\u00e1 unido. Sin embargo, en f\u00edsica se avanza poco a poco, vamos conociendo cositas que unidas a otras cositas finalmente forman un todo en el que podemos contemplar una perspectiva m\u00e1s amplia y general y, a veces, hasta puede llegar a ense\u00f1arnos la belleza que encierram esos cuadros que pinta la Naturaleza y que nosotros, osados, tratamos de descubrir.<\/p>\n emilio silvera<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/noticiasdelaciencia.com\/upload\/img\/periodico\/img_9228.jpg\")
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