El Presente Y Futuro En La Física De Partículas

El presente y el futuro en la física de partículas 1
 

El presente y el futuro en la física de partículas
Por Leopoldo Corona Nieblas

El actual modelo estándar de la física de partículas es un tanto complicado en relación a toda la gama de partículas que hay y sus interacciones que son utilizadas para dar explicación a ciertos fenómenos. Introducir una nueva partícula al modelo llamadafluon, reduciría esta familia de fermiones, ya que las generaciones secundarias de esta no serán más que estados de excitación del fluon sin afectar las predicciones que hace el modelo actual.

Introducción
El modelo estándar de la física de partículas es una teoría cuántica de campos desarrollada entre 1970 y 1973, que trata de describir fenómenos de las interacciones entre las partículasfundamentales. Estas “partículas fundamentales” son llamadas de esa forma ya que, según el modelo, toda la materia está constituida por ellas; también se puede referir a ellas como fermiones. Existen dos tiempo de fermiones: los leptones y los quarks y cada uno de estos se divide en tres familias o generaciones. Dentro de la primer familia de leptones tenemos al electrón y al neutrino e, y dentro deesta misma generación pero del otro tipo, están el quark up y el quark down. En la segunda familia del primer tipo se encuentra el muon y el neutrino µ, mientras que a la del segundo tipo pertenecen el quark charm y el quark strange. Por último está la tercer familia de fermiones, en la de leptones existen la partícula tau y el neutrino T; por otro lado, en los quarks tenemos al top y al bottom. Elmodelo estándar también considera la existencia de interacciones fundamentales entre los fermiones, con otro tipo de partículas: los bosones. Dichas interacciones son 4: La fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza gravitatoria. Sin embargo, actualmente el modelo estándar no abarca la cuarta fuerza fundamental de la naturaleza, por lo que actualmenteel sueño de todo físico es encontrar una teoría unificadora que logre mezclar la mecánica cuántica con la relatividad.

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El presente: Interacciones fundamentales
No podemos hablar del modelo estándar de física de partículas y su presente sin profundizar un poco en cada una de las fuerzas o interacciones fundamentales ya mencionadas,por lo que se explicará a grandes rasgos las características de cada una de ellas. La Interacción electromagnética es aquella en la que entra en juego el fotón. Esta partícula sin masa y sin carga eléctrica es la responsable de la fuerza de repulsión y atracción electromagnética entre los fermiones, esta actúa como partícula mediadora ya que es la que transmite la información dentro de lainteracción. Esta interacción describe muchos fenómenos de nuestra vida cotidiana, tal como el funcionamiento de la radio. La segunda interacción fundamental es la nuclear débil, la cual se encarga de poder explicar procesos en los que las partículas pueden “cambiar de identidad”, por ejemplo un decaimiento ß consta en que un neutrón después de cierto tiempo se descomponga en un electrón, un antineutrino yun protón. A diferencia de la interacción electromagnética, la interacción nuclear débil no tiene una partícula mediadora, sino hasta tres. Estos tres bosones son el Zº, que es muy parecido al fotón ya que tampoco tiene masa ni carga eléctrica, el W+ y el W-. En el caso del decaimiento ß, el bosón que actúa como partícula mediadora es el W-. Por último, la interacción nuclear fuerte que es la quemás nos va a interesar para poder hablar del futuro de la física de partículas, es la responsable de actuar entre quarks para que estos permanezcan unidos y formen hadrones, estos hadrones son partículas no fundamentales que conforman el núcleo atómico: protones y neutrones. Esta interacción es mediada por un bosón llamado gluón, y es el intercambio de gluones lo que mantiene a los quarks unidos...