Los 7 pecados del Modelo Estándar

… Somewhere. something is waiting to be known… (En algún lugar, algo está esperando ser descubierto).”

Carl Sagan

El Modelo Estándar es la teoría que engloba prácticamente todo lo que hoy sabemos sobre física de partículas. Basándose en las reglas de la mecánica cuántica (en la teoría cuántica de campos para ser precisos) describe con una exactitud asombrosa las interacciones entre partículas subatómicas. Entre estas interacciones encontramos: el electromagnetismo, que como su nombre indica describe el campo eléctrico y el campo magnético (que en realidad es como un todo). También describe la fuerza nuclear fuerte, que mantiene unidos los protones y neutrones dentro del núcleo atómico y los quarks unidos entre sí. Finalmente también describe la interacción nuclear débil, responsable de las desintegraciones radiactivas y componente fundamental para que el Sol nos aporte calor y luz.

Uno también se puede preguntar qué pasa con la gravedad. Pues en realidad eso es lo que nos preguntamos muchos físicos ¿qué narices pasa con la gravedad?.

El Modelo Estándar también describe las diferentes partículas elementales que ser rigen por las interacciones mencionadas anteriormente. Todas estas partículas las podemos dividir en 3 grupos fundamentales: bosones, quarks y leptones.

Los bosones son las partículas asociadas a cada una de las interacciones. Por ejemplo, el fotón es el portador de la fuerza electromagnética, o, dicho de otra manera, el fotón es la partícula mínima de luz. La fuerza nuclear fuerte tiene el gluón como partícula mediadora y la fuerza nuclear débil, tiene dos partículas, el bosón W y el Z.

El bosón más mediático es el famoso bosón de Higgs, descubierto en 2012 después de más de 40 años de búsqueda y que otorga masa al resto de partículas elementales.

Por otro lado encontramos los quarks, que son los componentes de protones y neutrones, entre otros. Los hay de 6 tipos: up, down, charm, strange, top y bottom. Pueden interactuar a través de cualquiera de las interacciones anteriores. Si se agrupan de tres en tres se llaman bariones (como protones y neutrones) y si se agrupan de dos en dos, mesones (como los piones).

Finalmente tenemos también un total de 6 leptones que llamamos: electrón, muón, tauón y un neutrino asociado a cada uno de ellos. Los leptones pueden interactuar débilmente y electromagnéticamente (a escepción de los neutrinos) pero no lo pueden hacer mediante la fuerza nuclear fuerte.

Todo lo que he explicado sobre el tema y mucho más se puede describir con una sola (que no sencilla) expresión que resume toda la teoría: el Lagrangiano del Modelo Estándar…

Higs_Ellis_SM

… que puede llegar a asustar. Bueno, la primera vez que un estudiante de física ve esta expresión lo raro sería no asustarse.

De una manera más visual (pero menos práctica) se puede resumir en una sola imagen, aunque en este caso no se cumple eso de “una imagen vale más que mil Lagrangianos“.Higgs_SM

Pero sabemos que el Modelo Estándar tiene limitaciones. Sabemos que tiene que fallar en algún punto. Y lo sabemos porque nuestras observaciones en los diferentes experimentos que se están llevando a cabo así lo indican. Nos hemos topado con hechos que nuestra teoría no puede explicar y por ello necesitamos explicaciones que van Más Allá del Modelo Estándar. De hecho, después del descubrimiento del bosón(es?) de Higgs, hacer fallar el Modelo Estándar es hoy una de las principales tareas del LHC. Pronto veremos si nuestro machacador de partículas es suficientemente potente para lograrlo.

Al conjunto de los principales hechos que hoy permanecen inexplicables y que suman un total de 7 les he puesto el nombre de “Los 7 Pecados del Modelo Estándar” y con ellos abro una serie de 7 entradas dedicadas a cada uno de ellos.

A modo de avanzadilla pongo una lista de los 7 pecados que iré detallando durante las siguientes semanas, aunque no necesariamente en el mismo orden. Éstos son:

  • La lujuria en la Violación de la Simetría CP.
  • La gula de los Neutrinos con masa.
  • La codicia de la Materia Oscura.
  • La pereza de nuestro Universo y la Inestabilidad del Vacío.
  • La Ira de la Inflación Cósmica.
  • La envidia entre las fuerzas y el Problema de Jerarquía.
  • El orgullo de una Cuantización de la Gravedad.

Algunos de los pecados pueden sonar a chino pero me esforzaré en explicar cada uno de ellos y los esfuerzos que se están haciendo para desenmarañar el entuerto.

Y es que sabemos que nos aguarda algo nuevo delante de nuestras narices pero hoy todavía somos incapaces de dar con ello.

La pregunta es, ¿y quién dice que algún día sí que vamos a ser capaces?

Anuncios

Un comentario Agrega el tuyo

  1. Georgina dice:

    Tampoco creiamos que saldria el bosson de higgs… Pobre hombre que se pensaba que iba a morir sin conocerlo y mira… Todo llegara, pero no si no seguimos buscando!! 😉

    Me gusta

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s