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¿Qué es la teoría del campo
unificado?
A
mediados del siglo XIX se conocían cuatro fenómenos que eran capaces de hacerse
notar a través del vacío. Eran
1) gravitación
2) luz,
3) atracción y repulsión eléctrica
y
4) la atracción y repulsión
magnéticas.
Al
principio parecía que los cuatro fenómenos completamente independientes, que no
tenían necesariamente ninguna conexión entre sí. Pero entre 1864 y 1873 el
físico teórico escocés J. Clerk Maxwell analizó matemáticamente los fenómenos
eléctricos y magnéticos, en ciertas relaciones básicas las
“ecuaciones de Maxwell” describían tanto los fenómenos eléctricos como
los magnéticos y que demostraban que los unos dependían de los otros.
No
había ningún efecto eléctrico que no fuese acompañado de un determinado efecto
magnético, y viceversa. En otras palabras, podía hablarse de un «campo
electromagnético», que se extendía a través del vacío y que, por contacto,
influía sobre los cuerpos de acuerdo con la intensidad del campo en ese punto
del espacio.
Maxwell demostró también que haciendo oscilar de manera regular a este campo se
originaba una radiación que se alejaba de la fuente de oscilación a la velocidad
de la luz en todas direcciones. La luz propiamente dicha era una de esas «radiaciones
electromagnéticas» y Maxwell predijo la existencia de formas de luz con
longitudes de onda mucho más pequeñas y mucho más grandes que la de la luz
ordinaria. Esas otras formas de luz fueron descubiertas a lo largo de los veinte
años siguientes, y hoy día se habla de todo un «espectro
electromagnético».
Así
pues, de los cuatro fenómenos mencionados al principio, tres (electricidad,
magnetismo y luz) quedaron fundidos en un único campo. Pero quedaba aún la
gravedad por explicar.
Estaban 1) el campo electromagnético y 2) el campo gravitatorio, que al parecer
seguían siendo dos campos independientes.
Los
físicos, sin embargo, pensaban que sería mucho más bonito que hubiese un solo
campo (así nació la idea de la «teoría del campo
unificado»); y así empezaron a buscar la manera de describir los efectos
electromagnéticos y los gravitatorios de modo que la existencia de unos pudieron
utilizarse para describir la naturaleza de la existencia de los otros.
Pero
aunque se descubriesen unas ecuaciones que combinaran los efectos
electromagnéticos y los gravitatorios, no lograría del todo proporcionar —según
los criterios actuales— Un campo auténticamente
unificado, porque después de 1935 se descubrieron dos nuevos tipos de campo que
sólo afectan a las partículas subatómicas y, además, sólo a distancias
inferiores a un diámetro de un núcleo atómico. Son la «interacción
nuclear fuerte» y la «interacción nuclear débil».
La
fuerza o interacción nuclear fuerte es la que mantiene unidos los componentes de
los núcleos atómicos, y actúa indistintamente entre dos nucleones cualesquiera,
protones o neutrones. Su alcance es del orden de las dimensiones nucleares, pero
es más intensa que la fuerza electromagnética.
La fuerza o interacción nuclear débil es la responsable de la desintegración
beta de los neutrones; los neutrinos son sensibles únicamente a este tipo de
interacción. Su intensidad es menor que la de la fuerza electromagnética y su
alcance es aún menor que el de la interacción nuclear fuerte.
Un
auténtico campo unificado tendría explicar fehacientemente la naturaleza
de estos cuatro campos que hoy se conocen.
Hoy se sigue investigando la posibilidad de encontrar una teoría física que
relacione matemáticamente los distintos comportamientos de la naturaleza, seria
como encontrarse "cara a cara con Dios", y la más acertada hasta el momento es
la "teoría de la supercuerdas"
Todo
lo que sucede en el Universo es debido a la actuación de una o varias de estas
fuerzas que se diferencian unas de otras porque cada una implica el intercambio
de un tipo diferente de partícula, denominada partícula de intercambio o
intermediaria. Todas las partículas de intercambio son bosones, mientras que las
partículas origen de la interacción son fermiones.
En la actualidad, los científicos intentan demostrar que todas estas fuerzas
fundamentales, aparentemente diferentes, son manifestaciones, en circunstancias
distintas, de un modo único de interacción. El término "teoría del campo
unificado" engloba a las nuevas teorías en las que dos o más de las cuatro
fuerzas fundamentales aparecen como si fueran básicamente idénticas.
La teoría de la gran unificación intenta unir en un único marco teórico las
interacciones nuclear fuerte y nuclear débil, y la fuerza electromagnética. Esta
teoría de campo unificado se halla todavía en proceso de ser comprobada. La
teoría del todo es otra teoría de campo unificado que pretende proporcionar una
descripción unificada de las cuatro fuerzas fundamentales.
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