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Las preguntas simples son las más difíciles de responder. ¿Qué es una cosa? ¿Por qué las cosas suceden? ¿Y por qué suceden de esa forma? Vamos a abordar el tema paso a paso.
¿De qué estás hecho? ¡Eres materia! que está compuesta por moléculas que están compuestas por átomos y estos están compuestos por partículas elementales. Pero, si las partículas elementales son las cosas más pequeñas que existen, ¿De qué están hechas?
Para responder a una pregunta simple, empecemos simple. Vamos a limpiar el universo. Adiós a la materia, antimateria, radiación, partículas, cualquier cosa. Ahora fijémonos en absolutamente nada. ¿Qué es el espacio vacío? ¿Es lo que llamamos "vacío"? No hay átomos, ni materia, nada!
¿Está realmente tan vacío? La nada nos da los cimientos para todo. De otra forma, el espacio vacío es como un océano grande y calmado. Mientras que el agua está quieta cuando nada está pasando, una brisa fuerte puede crear olas grandes.
Nuestro universo funciona así.
Nuestro universo funciona así.
Esos océanos están por todas partes. Los físicos los llaman campos. Esto puede ser extraño y nuevo, pero piensa en la radiación, por ejemplo. Excitando lo que se conoce como campo electromagnético, se crea un pequeña onda, que es la partícula que llamamos "fotón". La partícula que transporta radiación, la percibimos como luz.
Esto no pasa solo con la luz; todas las partículas del universo están hechas así. Hay campos para cada partícula de la materia, cada una con sus propias reglas. Por ejemplo, junto con el campo electromagnético, hay un campo de electrones en todos los sitios del universo y las pequeñas ondas en ese campo son electrones.
Todos juntos, los campos de nuestro universo pueden producir 17 partículas que se dividen en 3 categorías. Los leptones, los quarks y los bosones. Los leptones son formados por el electrón y sus primos: las partículas muón y tau. Cada una tiene un neutrino asociado. Después están los quarks. Los quarks son la familia nuclear de las partículas.
Siempre se encuentran unidos en grupos y parejas y forman protones y neutrones, que forman el núcleo de los átomos. Juntos, los leptones y quarks son las partículas de la materia. Forman parte de todo lo que ves. El aire que respiras, el Sol que te calienta, el ordenador que estás usando ahora mismo para distraerte de las cosas que deberías estar haciendo.
Pero las cosas no sólo existen, también hacen cosas.
Pero las cosas no sólo existen, también hacen cosas.
De forma filosófica, las propiedades de una cosa forman parte de ella tanto como de su propia existencia. Ahora es cuando los bosones y los campos que los crean entran en juego. Mientras que los quarks y leptones se crean mediante los campos de materia, los bosones se crean mediante campos de fuerza.
Llamamos a una regla del universo una fuerza. Y hasta ahora, se han descubierto cuatro fuerzas: Electromagnetismo, gravedad, y las interacciones nucleares fuertes y débiles. Estas fuerzas son el libro de reglas de un juego en el que las piezas son las partículas, y el juego es el universo. Le dicen a las partículas qué pueden hacer y cómo lo pueden hacer.
Los alfiles se mueven en diagonal, las partículas sin masa se mueven a la velocidad de la luz, los caballos pueden saltar, la gravedad atrae. Las fuerzas son las reglas de cómo interactúan las partículas. Que las hace ser las reglas de cómo las partículas se ensamblan en todas las cosas grandes que vemos en el universo.
La gravedad no es sólo la regla de las órbitas o las manzanas que caen de los árboles. Como regla, dice que la materia se atrae, lo que construye planetas y estrellas. La electromagnética no es solo la regla de los imanes que se atraen y se repelen, o de las corrientes eléctricas de las bombillas. Abarca todos los enlaces atómicos, construyendo cada molécula.
Juntas, las fuerzas y las partículas son como los Legos de la existencia.
Juntas, las fuerzas y las partículas son como los Legos de la existencia.
Los bosones son mensajeros. Conectan las partículas de la materia, que usa los bosones para decirle a cada uno cómo moverse. Cada partícula usa un conjunto de fuerzas para interactuar con otras partículas. Los quarks, por ejemplo, interactúan entre ellos con electromagnetismo y la fuerza nuclear fuerte, pero los electrones no usan la fuerza fuerte, sólo el electromagnetismo.
Los quarks se intercambian bosones de fuerza fuerte, comunicando la fuerza nuclear fuerte a cada uno de ellos, mientras los protones que construyen intercambian las partículas del electromagnetismo, los fotones lo hacen con los electrones. Así, los quarks acaban encerrados en núcleos, mientras que los electrones se quedan unidos por su atracción eléctrica, construyendo átomos.
En resumen...
En resumen...
Aunque el universo tiene un montón de fenómenos complicados como la vida, la supernova y los ordenadores, que parecen complejos. Si te acercas lo suficiente en cualquier cosa, sólo consigues 17 partículas que emergen de campos subyacentes, jugando a un juego con 4 reglas.
Resumiendo, en la forma más básica que sabemos hasta ahora, es cómo son las cosas Esta teoría es la que los físicos llaman "Modelo Estándar de Física de Partículas". No eres nada más que perturbaciones, en un océano excitado por energía y guiado por fuerzas que forman las reglas del universo.
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