Fuerzas O Interacciones Fundamentales

Las fuerzas o interacciones fundamentales de la física han ejercido su efecto desde los principios del universo y son las que determinan la manera en que éste evoluciona con el pasar del tiempo. Actualmente todo experimento se realiza teniendo siempre en cuenta las repercusiones que ellas traerán, y en el caso de la gravedad lo hacemos subconscientemente pues su accionar nos termina resultandocompletamente normal al convivir con ella durante toda la vida. Son estas interacciones físicas las que nos permiten vivir de la forma en que lo estamos haciendo; sin ellas la formación misma del universo hubiera sido imposible. El calificativo de fundamentales se les da debido a que no se pueden explicar en función de otras fuerzas más básicas, y actualmente se conocen cuatro: la gravitatoria, laelectromagnética, la nuclear débil y la nuclear fuerte.

Antes de analizar cada una de ellas tomemos el concepto de fuerza simplemente como la interacción que se da entre diversas partículas. El efecto ocasionado por esta interacción es comunicado a dichas partículas por medio de cuerpos intermediarios o intercambiadores que reciben el nombre de bosones. Estos portadores de fuerzas son distintosen cada interacción fundamental, y cada uno de ellos es producido o absorbido por determinadas partículas dependiendo de sus propiedades. Por ejemplo, los electrones y protones son partículas con carga eléctrica, la carga eléctrica es una propiedad de la fuerza electromagnética, y su portador o bosón recibe el nombre de fotón γ (carga). Los neutrinos, al no poseer carga eléctrica, no son capacesde absorber ni producir fotones, es decir, la fuerza electromagnética no ejerce efecto alguno sobre ellos. La carga eléctrica o, mejor dicho, el fotón es el que permite la formación de moléculas por la interacción que se da entre la carga de los elementos de un átomo con el otro. Por lo anterior podemos afirmar que la fuerza electromagnética es la causante de la vida, y ella misma es la que nosimpide atravesar la materia.

Fueron los planteamientos de científicos como Stephen Gray, Charles Coulomb, Hans Christian Ørsted y James Clerk Maxwell lo que nos permite comprender a fondo el electromagnetismo como la unificación del fenómeno eléctrico y las perturbaciones magnéticas semejantes a corrientes eléctricas; este tipo de unificaciones han estado presentes en la física prácticamentedurante toda su historia, pues siempre se ha intentado encontrar un conjunto de leyes simples que describan el universo. De esta manera se ha logrado hasta el momento unificar los efectos de la gravedad en la tierra y el movimiento planetario bajo el mismo concepto de fuerza gravitatoria; lo mismo ha sucedido con la fuerza nuclear débil y la electromagnética (interacción electrodébil).

Veamos ahoraun fenómeno que tal vez nos desconcierta al estudiar el comportamiento del átomo, específicamente de su núcleo, desde un punto de vista físico. Hemos visto que la fuerza electromagnética es la causante de que los cuerpos con la misma carga eléctrica se repelan entre sí, mientras que los de cargas distintas se atraigan mutuamente, entonces, ¿cómo es posible que protones y neutrones, teniendo losprimeros carga positiva, permanezcan juntos en el núcleo del átomo cuando en realidad los protones deberían alejarse unos de otros? Esta aparente ausencia de repulsión electromagnética puede ser explicada por medio otra forma de interacción fundamental: la fuerza nuclear fuerte. Ésta es más intensa que la electromagnética y se da gracias a la existencia de un tipo de carga completamente distinta dela eléctrica, que denominamos carga de color. Esta carga es transmitida por los gluones, siendo estos las partículas portadoras o intercambiadoras (bosones) características en la fuerza nuclear fuerte. Esta interacción es la que permite a los quarks (partículas subatómicas más pequeñas conocidas, constituyentes fundamentales de la materia) unirse entre sí para formar hadrones (protones,...