El modelo estándar

El modelo estándar

diumenge 14 de desembre 2014 - 19:15 a dissabte 14 de febrer 2015 - 12:30
El modelo estándar

 

 

La realidad no es solo más extraña de lo que imaginamos, sino también de lo que podamos llegar a imaginar. (Proverbio sumerio).

(En este bonito dibujo se ven las partículas que engloba el modelo estándar)

El Modelo estándar aspira a explicar y catalogar la materia, las fuerzas y energías que la controlan. Encerrar en un solo marco, todo lo que es esencial y primigenio en la totalidad del mundo realmente existente (¡uf!). De acuerdo con este modelo, la realidad está compuesta en origen por una serie de partículas infinitesimales. Lo asombroso de todo este asunto es que por debajo del átomo, un sistema increíblemente minúsculo, haya tal cantidad de partículas pululando por ahí.  Pero hay un pequeño problemita, de entrada, una minucia de nada: la teoría cuántica (que rige en lo micro) y la Relatividad General y Restringida (que se manifiesta en lo macro), no son compatibles; y aquella no ha conseguido integrar a la gravedad en su formulación general: hasta que no aparezca una teoría totalizadora –los expertos la llaman de la gravedad cuántica- no hay nada que rascar; y el modelo estándar continuará cojeando y chirriando cuando se le apliquen ciertas ecuaciones.

Bien, creo que es un buen momento para hablar de esos componentes esenciales y universales de todo lo que existe. Y, en primer lugar, veamos qué es una partícula elemental. Una partícula puede ser entendida como un punto en el espacio (en el que no se tienen en cuenta sus dimensiones), al que se le asocia una masa y/o una carga. Esa conceptuación presenta ventajas innegables para los matemáticos que necesitan encajarlas en modelos dinámicos complejos. Pero si utilizamos la intuición y la lógica para definirla, chocamos con un muro de desconcierto. Hablar  masa y/o carga eléctrica en entidades puntuales, nos rompe los esquemas que el buen Newton tuvo a bien legarnos. Con todo, seamos prácticos. Vulgarizando la definición (y su realidad), en física se habla de partículas elementales en referencia a entidades de la materia/energía inferiores al átomo,  y que no se pueden dividir en otras fracciones de materia/energía más pequeñas. Una definición poco académica, pero que valdrá. Las partículas se caracterizan por poseer una serie de parámetros. Hay dos clases de parámetros: los asimilables por la física clásica: masa, carga y vida media; y los específicos de los números cuánticos: espín (giro sobre sí mismas), extrañeza (descomposición instantánea de las partículas), paridad… Las partículas pueden ser estables o inestables. La vida de estas últimas depende del tipo de fuerza con la que interaccionen.

Pero volvamos al modelo estándar. Decía que esta teoría pretende explicar toda la materia, en sus peldaños más elementales, las fuerzas que la rigen y la energía que la mueve. Pues bien, esa cesta que llamamos realidad está formada por dos grandes tipos fundamentales de partículas y fuerzas: los fermiones (la chicha) y los bosones (las fuerzas....). Los fermiones incluyen 12 partículas no divisibles, las más pequeñas de cuantas componen la materia (eso de momento, pues ya hay quien habla de partículas aún más pequeñas, preones): el electrón, el muón, el tauón -esos tres y sus neutrinos asociados forman el subgrupo de los leptones-, y seis de quarks. Informo a la distinguida parroquia que los quarks son mismamente la materia básica de la que está formado cualquier cuerpo/objeto de cualquier tipo de cualquier lugar y tiempo. Los bosones, por su parte, son las partículas asociadas a las fuerzas de la naturaleza. Son cinco y uno fantasma (de momento): el fotón, el gluón, los bosones W y Y, y el bosón de Higgs. Este último ha visto corroborada su existencia experimental en 2013 -sobre el papel, ya había sido definido matemáticamente por el físico Higgs en 1964. Los bosones están asociados a campos de fuerza.

 (En este bonito enlace pueden ver un vídeo en dos partes sobre la cosa subatómica; no es que sea muy didáctico, pero es lo que hay).

https://www.youtube.com/watch?v=Qgt94W_wjfk  https://www.youtube.com/w...

Vaya, que no se me olvide, el bosón fantasma es el se viene llamando gravitón (asociado a la “fuerza” de la gravedad), que todavía no ha sido detectado experimentalmente, y es preciso que se detecte, pues de lo contrario el modelo estándar correría el peligro de irse a hacer puñetas. Lamentablemente, es harto probable que el gravitón no exista, y que la gravedad no sea una fuerza sino la distorsión del espacio-tiempo, que se manifiesta a través del movimiento acelerado. Pero no preocuparse; de eso hablaré largo y tendido algún día de estos en el blog de Astrofísica, (artículos dedicados a las Relatividades).  Sé que lo he dicho por algún sitio, pero insisto dada su importancia: todo lo que existe/es está formado por electrones, quarks y pegamento (bosones). Dejo para más adelante varias entradas que explican in extenso quiénes qué son esas partículas y qué hacen…

A que todo es bonito y queda muy fino, elegante y tal… Pues no, señor, todo es provisional y en continua modificación. Si será provisional e inestable que ni siquiera sabemos qué demonios es la masa (la materia, para entendernos) para el Modelo estándar.  Incluso ahora, que se ha encontrado la partícula de Higgs, que se supone es la que aporta la masa a las partículas, el misterio continúa. El bosón de Higgs, sin ir más lejos, continúa siendo objeto de debate, pues parece que el que se ha detectado tiene unos parámetros que no encajan con su campo.

Como se va viendo, no todo son flors i violes, que se dice en catalán. El Modelo estándar está incompleto, en constante revisión y cuestionado por algunas del las autoridades en la materia (y nunca mejor dicho). Lederman señala: Es demasiado complicado. Tiene parámetros demasiado arbitrarios. No podemos imaginarnos en realidad al Creador jugando con 20 teclas para establecer 20 parámetros para crear el universo tal y como lo conocemos. Bueno, el viejo Leo, aunque es judío practicante, utiliza aquí a dios de manera metafórica. Al menos eso quiero creer…Gerard ’t Hooft también participa de este pesimismo: El modelo estándar de la Física es demasiado complejo para ser la última verdad.

La última verdad, la realidad primigenia, pura y unitaria. El santo Grial de la física

Se diría, en fin, que la física se está preparando para una segunda revolución (o tercera) en lo que a las partículas se refiere. Una revolución que superaría la complicación y aspereza del modelo estándar actual para acercarnos casi a lo sagrado: la teoría del Todo. ¿La veremos nosotros? ¿Está en estos momentos un joven genio formulando el nuevo paradigma? Habrá que estar atentos.

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