Fuerzas Fundamentales De La Naturaleza
Páginas: 15 (3728 palabras)
Publicado: 12 de septiembre de 2011
Fuerzas fundamentales en la naturaleza
Todos los fenómenos naturales se pueden describir utilizando cuatro fuerzas fundamentales que actúan entre partículas. En orden de intensidad decreciente, están la fuerza nuclear, la fuerza electromagnética, la fuerza débil y la fuerza gravitacional.
La fuerza nuclear, es una fuerza de atracción entre nucleones. Tiene un alcance muy corto y esdespreciable para distancias de separación entre nucleones mayores que 10-15 m (aproximadamente del tamaño del núcleo). La fuerza electromagnética, que une átomos y moléculas para formar materia ordinaria, tiene una intensidad de casi 10-2 veces la fuerza nuclear. Esta fuerza de largo alcance disminuye en magnitud con el cuadrado inverso de la separación entre partículas que interactúan. La fuerza débiles una fuerza de corto alcance que tiende a producir inestabilidad en ciertos núcleos. Es la responsable de los procesos de desintegración, y su intensidad es alrededor de 10-5 veces la fuerza nuclear.
En conclusión, la fuerza gravitacional es una fuerza de gran alcance que tiene una intensidad de aproximadamente 10-39 veces la fuerza nuclear. A pesar de que esta interacción bien conocida es laque mantiene juntos a planetas, estrellas y galaxias, su efecto sobre las partículas elementales es despreciable.
La dificultad que los primeros científicos encontraron ante la idea de que la fuerza gravitacional actuaba a distancia y sin contacto físico entre los objetos interactuantes. Para resolver esta dificultad, se introdujo el concepto del campo gravitacional. De manera similar, seanalizó el campo eléctrico para describir la fuerza eléctrica que actúa entre objetos cargados, seguido por un análisis sobre el campo magnético. En la física moderna la naturaleza de la interacción entre partículas es llevada un paso más adelante. Estas interacciones se describen en función del intercambio de entidades llamadas partículas del campo o partículas de intercambio. Las partículas delcampo son conocidas también como bosones gauge. Las partículas en continua interacción emiten y absorben partículas de campo. La emisión de una partícula de campo por una partícula y su absorción por otra se manifiesta como una fuerza entre dos partículas que interactúan. En el caso de la interacción electromagnética, por ejemplo, las partículas del campo son fotones
En el lenguaje de la físicamoderna, se dice que la fuerza electromagnética está medida por fotones, y los fotones son las partículas de campo correspondientes al campo electromagnético. De manera similar, la fuerza nuclear es mediada por partículas del campo llamadas gluones. La fuerza débil es mediada por partículas del campo llamadas bosones W y Z, y se ha propuesto que la fuerza gravitacional está mediada por partículasde campo llamadas gravitones.
En la tabla se resumen estas interacciones, sus alcances y sus intensidades relativas.
Interacciones de las partículas |
| Partícula | Masa de la partícula |
Intensidad | del campo | del campo |
Interacción relativa Alcance de fuerza | conciliador | (GeV/c2) |
Nuclear
Electromagnética Débil
Gravitacional
1
10-210-5
10-39
Corto (~ 1 fm)
co
Corto (« 10~3 fm)
Gluón
Fotón
W±, Z° bosones Gravitón
00
80.4, 80.4, 91.2 0
Positrones y otras antipartículas
En la década de los veinte Paul Dirac desarrolló una descripción mecánica cuántica relativista del electrón que explicaba el origen de su espín y de su momento magnético. De cualquier modo, su teoría presentaba sólo un problema deimportancia: su ecuación de onda relativista requería soluciones que correspondían a estados de energía negativa, los cuales, de existir, podrían lograr que un electrón en un estado de energía positiva hiciera una transición rápida a uno de estos estados, emitiendo en el proceso un fotón.
Dirac evitó esta dificultad al postular que todos los estados de energía negativa están llenos. Los electrones...
Todos los fenómenos naturales se pueden describir utilizando cuatro fuerzas fundamentales que actúan entre partículas. En orden de intensidad decreciente, están la fuerza nuclear, la fuerza electromagnética, la fuerza débil y la fuerza gravitacional.
La fuerza nuclear, es una fuerza de atracción entre nucleones. Tiene un alcance muy corto y esdespreciable para distancias de separación entre nucleones mayores que 10-15 m (aproximadamente del tamaño del núcleo). La fuerza electromagnética, que une átomos y moléculas para formar materia ordinaria, tiene una intensidad de casi 10-2 veces la fuerza nuclear. Esta fuerza de largo alcance disminuye en magnitud con el cuadrado inverso de la separación entre partículas que interactúan. La fuerza débiles una fuerza de corto alcance que tiende a producir inestabilidad en ciertos núcleos. Es la responsable de los procesos de desintegración, y su intensidad es alrededor de 10-5 veces la fuerza nuclear.
En conclusión, la fuerza gravitacional es una fuerza de gran alcance que tiene una intensidad de aproximadamente 10-39 veces la fuerza nuclear. A pesar de que esta interacción bien conocida es laque mantiene juntos a planetas, estrellas y galaxias, su efecto sobre las partículas elementales es despreciable.
La dificultad que los primeros científicos encontraron ante la idea de que la fuerza gravitacional actuaba a distancia y sin contacto físico entre los objetos interactuantes. Para resolver esta dificultad, se introdujo el concepto del campo gravitacional. De manera similar, seanalizó el campo eléctrico para describir la fuerza eléctrica que actúa entre objetos cargados, seguido por un análisis sobre el campo magnético. En la física moderna la naturaleza de la interacción entre partículas es llevada un paso más adelante. Estas interacciones se describen en función del intercambio de entidades llamadas partículas del campo o partículas de intercambio. Las partículas delcampo son conocidas también como bosones gauge. Las partículas en continua interacción emiten y absorben partículas de campo. La emisión de una partícula de campo por una partícula y su absorción por otra se manifiesta como una fuerza entre dos partículas que interactúan. En el caso de la interacción electromagnética, por ejemplo, las partículas del campo son fotones
En el lenguaje de la físicamoderna, se dice que la fuerza electromagnética está medida por fotones, y los fotones son las partículas de campo correspondientes al campo electromagnético. De manera similar, la fuerza nuclear es mediada por partículas del campo llamadas gluones. La fuerza débil es mediada por partículas del campo llamadas bosones W y Z, y se ha propuesto que la fuerza gravitacional está mediada por partículasde campo llamadas gravitones.
En la tabla se resumen estas interacciones, sus alcances y sus intensidades relativas.
Interacciones de las partículas |
| Partícula | Masa de la partícula |
Intensidad | del campo | del campo |
Interacción relativa Alcance de fuerza | conciliador | (GeV/c2) |
Nuclear
Electromagnética Débil
Gravitacional
1
10-210-5
10-39
Corto (~ 1 fm)
co
Corto (« 10~3 fm)
Gluón
Fotón
W±, Z° bosones Gravitón
00
80.4, 80.4, 91.2 0
Positrones y otras antipartículas
En la década de los veinte Paul Dirac desarrolló una descripción mecánica cuántica relativista del electrón que explicaba el origen de su espín y de su momento magnético. De cualquier modo, su teoría presentaba sólo un problema deimportancia: su ecuación de onda relativista requería soluciones que correspondían a estados de energía negativa, los cuales, de existir, podrían lograr que un electrón en un estado de energía positiva hiciera una transición rápida a uno de estos estados, emitiendo en el proceso un fotón.
Dirac evitó esta dificultad al postular que todos los estados de energía negativa están llenos. Los electrones...
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