Ingeniero De Sistemas

La teoría de cuerdas es la candidata más firme a teoría unificada de las interacciones de la naturaleza. El gran colisionador de hadrones, LHC, de Ginebra, podría dar importante información experimental sobre su validez Luis E. Ibáñez

CONCEPTOS BASICOS
Según la teoría de cuerdas, las partículas fundamentales del modelo estándar serían vibraciones de energía de cuerdas abiertas de muy pequeñotamaño, mientras que la gravitación surgiría de las vibraciones de cuerdas cerradas. ¿Existe alguna posibilidad de comprobar esta hipótesis en un acelerador de partículas? La consistencia matemática de la teoría de cuerdas requiere que cumpla una propiedad, la supersimetría, que despeja también problemas del modelo estándar relativos a la partícula de Higgs, la que les proporciona la masa a lasdemás partículas. La supersimetría predice la existencia de una serie de partículas; entre ellas, los neutralinos, cuya existencia se manifestaría por una aparente no conservación de la energía. Su detección en el nuevo acelerador LHC sería un indicio de la validez de la teoría de cuerdas.

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a búsqueda de los constituyentes últimos de la materia ha significado una de las aventuras intelectualesmás importantes del siglo xx. En el pasado siglo se han construido los tres pilares básicos de la física moderna: la mecánica cuántica, la teoría de la relatividad y la gravitación de Einstein. Se ha descubierto también la existencia de cuatro interacciones fundamentales en la naturaleza: fuerzas nucleares, débiles, electromagnéticas y gravitatorias. El denominado modelo estándar de la física departículas describe de forma satisfactoria, combinando mecánica cuántica y relatividad, todos los resultados experimentales relativos a las interacciones nucleares, débiles y electromagnéticas. Y no sólo eso. En cosmología, la teoría de la gran explosión, basada en la gravitación de Einstein, permite entender un buen número de las propiedades observadas en el universo.

Lo que ya sabemos
Recordemosque la materia está constituida por partículas llamadas fermiones, que son de dos tipos, quarks (que interaccionan fuertemente) y leptones (que no interaccionan fuertemente). La materia usual, la que conocemos en la experiencia cotidiana, está constituida exclusivamente por dos tipos de quarks, arriba y abajo, y dos tipos de leptones: el electrón y su neutrino νe. Todo lo que observamos(incluyéndonos nosotros mismos) está formado

por esos ingredientes. Estas cuatro partículas forman lo que se llama la “primera generación” de quarks y leptones. Además, existe una segunda generación (los quarks c y s; el muón y su neutrino νμ) y una tercera (quarks t y b; el τ y su neutrino ντ). Estas dos últimas generaciones son partículas inestables y sólo se han detectado por producción enaceleradores, o bien (algunas de ellas) en rayos cósmicos que chocan contra la Tierra. De resultados obtenidos en aceleradores o de tipo cosmológico parece seguirse que sólo existen estas tres generaciones de partículas. Además, se sabe que las tres generaciones son elementales en el sentido de que no están compuestas por partículas más fundamentales, al menos según cabe discernir con la precisión de losaceleradores actuales. Estos componentes fundamentales de la materia interaccionan por el intercambio de los bosones intermediarios. El más conocido de ellos es el fotón, que media la interacción electromagnética, mientras que la interacción fuerte o nuclear es mediada por los “gluones”. Finalmente los bosones W, Z son los causantes de la fuerza débil. A estos tres tipos de bosones intermediarios hayque añadir el gravitón, que es el causante de las interacciones gravitacionales. Decíamos que sólo hay cuatro interacciones fundamentales en la naturaleza. Sin embargo, esto no es del todo cierto. Si así fuera, el modelo estándar describiría un universo muy poco parecido a lo observado (de hecho no estaríaINVESTIGACION Y CIENCIA, mes, año

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mos aquí para poder contemplarlo). El modelo...