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May 09 2011

Introducción a la Cosmología (22): Física de partículas

Un aspecto fundamental para comprender nuestro Universo es entender el mundo de las partículas y las fuerzas de la naturaleza. Por ello, dentro de la serie de Introducción a la Cosmología, se le va a dedicar varios post a este apasionante mundo. Comenzamos por la física de partículas. 
Actualmente el Universo es controlado por la fuerza gravitacional, pero al comienzo del mismo, la física de partículas fue mucho más importante. La física de partículas estudia las propiedades de las partículas fundamentales (o elementales) y las interacciones entre ellas. Los electrones están considerados una partícula fundamental: aparentemente no tiene sub-estructuras. Sin embargo los protones y neutrones, al estar compuestos de 3 quarks, no son considerados partículas fundamentales. Son los quarks los considerados como partículas fundamentales.

Hay cuatro fuerzas conocidas:
La interacción/fuerza fuerte: Ocurre entre quark, los cuales se unen formando protones y neutrones. También une a neutrones y protones formando el núcleo atómico. La partícula portadora se llama gluón.
La interacción/fuerza débil: Es la responsable, por ejemplo, de radiación beta (y muchos más procesos que ya se explicarán). Las partículas portadoras son las partículas W(+), W(-) y Z(0) (más adelante se entrará en detalle sobre ellas. Se les conoce como bosones)
La interacción/fuerza electromagnética: Ocurre entre partículas cargadas eléctricamente. Por ejemplo une los electrones al núcleo formando átomos. La partícula portadora es el fotón.
La interacción/fuerza gravitacional: Une cuerpos con masa, como por ejemplo el Sol, los planetas,…. y gobierna el Universo a gran escala. Aún no se ha descubierto la partícula  portadora (se le ha dado el nombre de gravitón). Sin embargo esta fuerza no está considerada como una parte de la física de partículas.
Por otro lado, existen las siguientes teorías cuánticas de campos:
Cromodinámica cuántica: o QCD. Explica la interacción fuerte e introduce el concepto de color para los quarks y gluones (realmente no tienen color, simplemente es una forma de asignar valores a una propiedad).
Teoría electrodébil: Para explicar la interacción electrodébil. La interacción electrodébil es la unificación entre la interacción débil y la electromagnética.
Electrodinámica cuántica: o QED. Explica la interacción electromagnética. Fue la primera teoría cuántica moderna de campos, y a la vez se considera la teoría mejor comprobada de la física.
Teoría de cuerdas: Si bien aún no hay ninguna evidencia experimental, es actualmente la teoría cuántica de campos más prometedora para la gravedad.
Para ver post anteriores se puede acceder al listado en el apartado Artículos.

[This post participates in Carnival of Space #199 at Weirdwarp]

2 comentarios

  1. Verónica Casanova

    Muchas gracias por este esquema.
    Un saludo!

  2. Francisco Sevilla

    Gracias Vero. En próximos post profundizaré un poco en este apasionante tema, que aunque no lo parezca, es muy importante para comprender el Universo.
    Saludos,

    Fran

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