Fuerzas fundamentales
Páginas: 5 (1239 palabras)
Publicado: 17 de enero de 2010
LAS CUATRO FUERZAS
Por Aristarco el Bolchevique
Podemos observar una enorme variedad de acontecimientos en la naturaleza, desde la caída de una hoja en otoño hasta la explosión de una supernova. Puede parecer que hay una gran disparidad de orígenes y explicaciones para entender tantos fenómenos y tan distintos como los que se dan en el Universo. Sin embargo, es aceptado por los científicosque todo puede ser descrito simplemente a partir de cuatro fuerzas fundamentales.
El hecho de que todo pueda ser explicado a partir de ellas no significa que en realidad se lleve a cabo. En primer lugar porque no hay aún una teoría unificada que abarque las cuatro fuerzas, y en segundo porque, aún cuando la haya, si es que los físicos dan con ella, tal vez las ecuaciones resultantes sean tancomplejas que ni los mejores ordenadores podrán con ellas.
Estas cuatro fuerzas, o más propiamente llamadas por los científicos interacciones, se manifiestan mediante campos de ondas que ejercen efectos sobre las partículas, sobre los cuerpos e incluso sobre la energía. Además, como propuso Louis de Broglie a partir de trabajos previos de Einstein, todas las ondas se pueden estudiar como partículas yviceversa. Por tanto las cuatro interacciones también se manifiestan mediante un intercambio de partículas. Estas partículas son los bosones y las vimos en el artículo del mes pasado.
Louis de Broglie
Veamos, de mayor a menor intensidad, cuales son esas cuatro interacciones fundamentales.
INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE
Es la fuerza que obliga a los núcleos atómicos a permanecer unidos. El mespasado vimos que los núcleos están formados por protones y neutrones, y estos a su vez por quarks. Pues bien, tanto los quarks entre sí como los neutrones y protones se mantienen pegados porque la interacción nuclear fuerte les obliga a ello.
La Interacción fuerte se manifiesta en los núcleos atómicos
Existen unas reglas para que se acoplen los quarks, y dependen de lo que los científicos hanllamado “color”, por analogía con lo que normalmente entendemos como tal. Tenemos tres colores: rojo, azul y verde. Para que una unión pueda ser llevada a cabo, el resultado ha de dar color blanco, y es análogo a mezclar diversas tintas para conseguir el color deseado. Por ejemplo, el protón está formado por dos quarks del tipo llamado arriba y un quark del tipo llamado abajo, de forma que uno esrojo, otro azul y otro verde.
Puede parecer paradójico que dos quarks arriba tengan distinto color, sin embargo, la explicación se halla en que la interacción nuclear fuerte se manifiesta mediante el intercambio de gluones, que son los bosones correspondientes a esta interacción. Dichos gluones tienen la propiedad de cambiar la carga de color de los quarks, de forma que cada quark puede presentarcualquiera de los tres colores.
Esta fuerza tiene un alcance muy corto, alrededor de una billonésima de milímetro, de ahí que los núcleos atómicos tengan un escaso límite de tamaño. No hay átomos en la naturaleza cuyos núcleos cuenten con mucho más de 100 protones, porque si se acumularan demasiadas partículas el núcleo no aguantaría unido, se disgregaría en sus componentes empujado por otra delas fuerzas, la electromagnética.
INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Esta fuerza se puede contemplar como campos electromagnéticos o como intercambio de fotones, y es unas 100 veces más débil que la fuerte. Es bastante más cotidiana que la anterior, puesto que todos hemos visto un imán en acción. Cuenta con la particularidad de que puede ser de dos tipos: positiva y negativa, de forma que cuando dospartículas cuentan con distinta carga se atraen y cuando coincide se repelen.
El principio de la brújula responde al electromagnetismo
Así, los átomos son posibles porque los protones de carga positiva y los electrones de carga negativa se atraen para formar los elementos químicos, con la inestimable ayuda, en lo que a los nucleos se refiere, de la fuerza nuclear fuerte anteriormente...
Por Aristarco el Bolchevique
Podemos observar una enorme variedad de acontecimientos en la naturaleza, desde la caída de una hoja en otoño hasta la explosión de una supernova. Puede parecer que hay una gran disparidad de orígenes y explicaciones para entender tantos fenómenos y tan distintos como los que se dan en el Universo. Sin embargo, es aceptado por los científicosque todo puede ser descrito simplemente a partir de cuatro fuerzas fundamentales.
El hecho de que todo pueda ser explicado a partir de ellas no significa que en realidad se lleve a cabo. En primer lugar porque no hay aún una teoría unificada que abarque las cuatro fuerzas, y en segundo porque, aún cuando la haya, si es que los físicos dan con ella, tal vez las ecuaciones resultantes sean tancomplejas que ni los mejores ordenadores podrán con ellas.
Estas cuatro fuerzas, o más propiamente llamadas por los científicos interacciones, se manifiestan mediante campos de ondas que ejercen efectos sobre las partículas, sobre los cuerpos e incluso sobre la energía. Además, como propuso Louis de Broglie a partir de trabajos previos de Einstein, todas las ondas se pueden estudiar como partículas yviceversa. Por tanto las cuatro interacciones también se manifiestan mediante un intercambio de partículas. Estas partículas son los bosones y las vimos en el artículo del mes pasado.
Louis de Broglie
Veamos, de mayor a menor intensidad, cuales son esas cuatro interacciones fundamentales.
INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE
Es la fuerza que obliga a los núcleos atómicos a permanecer unidos. El mespasado vimos que los núcleos están formados por protones y neutrones, y estos a su vez por quarks. Pues bien, tanto los quarks entre sí como los neutrones y protones se mantienen pegados porque la interacción nuclear fuerte les obliga a ello.
La Interacción fuerte se manifiesta en los núcleos atómicos
Existen unas reglas para que se acoplen los quarks, y dependen de lo que los científicos hanllamado “color”, por analogía con lo que normalmente entendemos como tal. Tenemos tres colores: rojo, azul y verde. Para que una unión pueda ser llevada a cabo, el resultado ha de dar color blanco, y es análogo a mezclar diversas tintas para conseguir el color deseado. Por ejemplo, el protón está formado por dos quarks del tipo llamado arriba y un quark del tipo llamado abajo, de forma que uno esrojo, otro azul y otro verde.
Puede parecer paradójico que dos quarks arriba tengan distinto color, sin embargo, la explicación se halla en que la interacción nuclear fuerte se manifiesta mediante el intercambio de gluones, que son los bosones correspondientes a esta interacción. Dichos gluones tienen la propiedad de cambiar la carga de color de los quarks, de forma que cada quark puede presentarcualquiera de los tres colores.
Esta fuerza tiene un alcance muy corto, alrededor de una billonésima de milímetro, de ahí que los núcleos atómicos tengan un escaso límite de tamaño. No hay átomos en la naturaleza cuyos núcleos cuenten con mucho más de 100 protones, porque si se acumularan demasiadas partículas el núcleo no aguantaría unido, se disgregaría en sus componentes empujado por otra delas fuerzas, la electromagnética.
INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Esta fuerza se puede contemplar como campos electromagnéticos o como intercambio de fotones, y es unas 100 veces más débil que la fuerte. Es bastante más cotidiana que la anterior, puesto que todos hemos visto un imán en acción. Cuenta con la particularidad de que puede ser de dos tipos: positiva y negativa, de forma que cuando dospartículas cuentan con distinta carga se atraen y cuando coincide se repelen.
El principio de la brújula responde al electromagnetismo
Así, los átomos son posibles porque los protones de carga positiva y los electrones de carga negativa se atraen para formar los elementos químicos, con la inestimable ayuda, en lo que a los nucleos se refiere, de la fuerza nuclear fuerte anteriormente...
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