Historia Del Tiempo Stephen Hawking

Historia del Tiempo Stephen Hawking
Capítulo 5 10 Preparado por Patricio Barros

Figura 5.2
Un protón de alta energía colisiona con un antiprotón, generando algunos quarks casi libres.
La figura 5.2 muestra una fotografía de una colisión entre un protón de alta energía y un
Antiprotón. En ella, se produjeron varios quarks casi libres, cuyas estelas dieron lugar a los
«Chorros» que se venen la fotografía.
El éxito de la unificación de las fuerzas electromagnéticas y nucleares débiles produjo un
Cierto número de intentos de combinar estas dos fuerzas con la interacción nuclear fuerte,
En lo que se han llamado teorías de gran unificación (o TGU). Dicho nombre es bastante
Ampuloso: las teorías resultantes ni son tan grandes, ni están totalmente unificadas, pues
No incluyen lagravedad. Ni siquiera son realmente teorías completas, porque contienen un
Número de parámetros cuyos valores no pueden deducirse de la teoría, sino que tienen que
Ser elegidos de forma que se ajusten a los experimentos. No obstante, estas teorías pueden
Constituir un primer paso hacia una teoría completa y totalmente unificada. La idea básica
De las TGU es la siguiente: como se mencionóarriba, la interacción nuclear fuerte se hace
Menos intensa a altas energías; por el contrario, las fuerzas electromagnéticas y débiles,
Que no son asintóticamente libres, se hacen más intensas a altas energías.
A determinada energía muy alta, llamada energía de la gran unificación, estas tres fuerzas
Deberían tener todas la misma intensidad y sólo ser, por tanto, aspectos diferentes de una
Únicafuerza. Las TGU predicen, además, que a esta energía las diferentes partículas
materiales de espín 1/2, como los quarks y los electrones, también serían esencialmente
iguales, y se conseguiría así otra unificación.

El valor de la energía de la gran unificación no se conoce demasiado bien, pero
probablemente tendría que ser como mínimo de mil billones de GeV. La generación actual deaceleradores de partículas puede hacer colisionar partículas con energías de
aproximadamente 100 GeV, y están planeadas unas máquinas que elevarían estas energías
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Capítulo 5 11 Preparado por Patricio Barros
a unos pocos de miles de GeV. Pero una máquina que fuera lo suficientemente potente como
para acelerar partículas hasta la energía de la gran unificacióntendría que ser tan grande
como el sistema solar, y sería difícil que obtuviese financiación en la situación económica
presente. Así pues, es imposible comprobar las teorías de gran unificación directamente en
el laboratorio. Sin embargo, al igual que en el caso de la teoría unificada de las interacciones
Electromagnética y débil, existen consecuencias a baja energía de la teoría que sí puedenser comprobadas.
La más interesante de ellas es la predicción que los protones, que constituyen gran parte de
la masa de la materia ordinaria, pueden decaer espontáneamente en partículas más ligeras,
tales como antielectrones. Esto es posible porque en la energía de la gran unificación no
Existe ninguna diferencia esencial entre un quark y un antielectrón. Los tres quarks que
forman elprotón no tienen normalmente la energía necesaria para poder transformarse en
antielectrones, pero muy ocasionalmente alguno de ellos podría adquirir suficiente energía
para realizar la transición, porque el principio de incertidumbre implica que la energía de los
quarks dentro del protón no puede estar fijada con exactitud. El protón decaería entonces.
La probabilidad que un quark gane la energíasuficiente para esa transición es tan baja que
probablemente tendríamos que esperar como mínimo un millón de billones de billones de
años (un 1 seguido de treinta ceros). Este período es más largo que el tiempo transcurrido
desde el big bang, que son unos meros diez mil millones de años aproximadamente (un 1
seguido de diez ceros). Así, se podría pensar que la posibilidad de desintegración...