Tipos de interacciones entre las partículas elementales de la

1. INTERACCION

La interacción es una acción que se ejerce de forma recíproca entre dos o más sujetos, objetos, agentes, fuerzas o funciones.

En el campo de la física, las interacciones fundamentales son cada uno de los cuatro tipos básicos de interacción que se conocen entre las partículas elementales. Estas interacciones son la nuclear fuerte, la nuclear débil, la electromagnética y la gravitatoria.

La física moderna siempre se ha esforzado por unificar estas cuatro interacciones. La interacción débil y la electromagnética, por ejemplo, se han reunido en la interacción electrodébil. La unificación de la fuerza fuerte con la electrodébil, por otra parte, ha desarrollado la teoría de la gran unificación.

Cabe destacar que algunos especialistas consideran que el Universo podría estar expandiéndose con una tasa de aceleración. La cosmología física explica esta situación mediante la hipótesis de la energía oscura, una forma hipotética de energía que impregnaría todo el espacio, produciría una presión negativa y tendería a incrementar la tasa de expansión del Universo, constituyéndose como una fuerza gravitacional repulsiva.

Ejemplos

Interaccion Gravitatoria

1.- Tiros parabolicos, como lanzamientos de misiles, lanzar piedras, ir de pesca y lanzar la caña al agua, globos Aerostaticos, brincar, etc... Acuerdate nada mas de que "Todo lo que sube, tiene que bajar"

Interaccion Electromagnetica

2.- Al encender los bulbos de luz, el televisor, las maquinas para sacar rayos X, las virtopsias (necropsias virtuales en tecnicas forenses), en las terminales de los aeropuertos con los que scannean las maletas son maquinas de rayos X, todo aquello que tenga uqe ver con luz, ya que el electromagnetismo es luz.

Interaccion Nuclear Fuerte:

3.- Es la que mantiene unida a los protones y neutrones (nucleos atomicos) y son aquellos que conforman toda la materia.

Interaccion Nuclear Debil

4.- El unico ejemplo que se me ocurre, es en las quimioterapias con las radiaciones y toda la bola de cochinadas que usan para bombardear a las celulas cancerigenas.

2. CLASIFICACIÓN DE LAS INTERACCIONES

Responsables de todos los fenómenos físicos son esencialmente cuatro:

• la gravitatorias

• el electromagnéticas

• la interacción nuclear fuerte

• la interacción nuclear débil

INTERACCIÓNES GRAVITATORIAS

Su origen se encuentra en la propiedad de la materia llamada masa y su magnitud es extremadamente pequeña comparada con la electromagnética. Esta es la más débil de las cuatro interacciones; sin embargo, la podemos apreciar cotidianamente debido a que en nuestro entorno existen cuerpos con masas muy grandes. Su rango de alcance es extremadamente grande, aunque disminuye rápidamente con la distancia. Por ejemplo la formación del sistema solar y la vida en el planeta Tierra, dependen en gran medida de la interacción gravitatoria. Fenómenos como la caída de una manzana, el movimiento de un satélite alrededor de una planeta y el movimiento relativo entre las galaxias, están determinados por la interacción gravitatoria..

No hace falta una presentación muy extensa para esta última fuerza. La sentimos a cada instante al estar pegados a la Tierra. A pesar de lo que pueda parecer, es extremadamente débil. Su intensidad es aproximadamente, dicho en números redondos, 1000000000000000000000000000000 de veces menor que la interacción nuclear débil.

La gravedad nos pega a nuestro planeta

No obstante, en presencia de grandes acumulaciones de partículas, es decir, de cuerpos de gran masa, puede tener un efecto enorme, llegando a colapsar estrellas bajo la fuerza gravitatoria interna de su propia masa, dando lugar a los famosos agujeros negros y a las no tan famosas estrellas de neutrones.

Esta fuerza no tiene límite en su alcance, aunque su influencia se reduce según aumenta la distancia, como ya formuló Isaac Newton con su Ley de la Gravedad, una Ley que posteriormente fue mejorada por Einstein. Las ecuaciones de Newton no eran otra cosa que un caso particular de otras más generales. Ese caso particular es el de nuestra vida cotidiana, pero a escala mayor rige la Teoría General de la Relatividad.

Esto es el mayor reto para la física actual, puesto que las otras tres fuerzas se explican mediante la llamada Teoría Cuántica, y hay graves dificultades para unificar ambas teorías y conseguir una única que explique todo, los intentos para relacionar el bosón de la gravedad, el llamado gravitón, con los demás bosones no fructifican.

De estas dos teorías y de los intentos para hallar la Teoría Final, hablaremos en próximos meses.

LAS INTERACCIONES ELECTROMAGNÉTICAS

Es menos poderosa que la interacción fuerte y tiene su origen en la carga eléctrica. Debido a que los átomos están formados por cargas eléctricas y a que la materia esta constituida por átomos; el estudio de la materia, la radiación y sus interacciones, se hace utilizando la interacción electromagnética. Con base en esta interacción se pueden explicar la mayoría de las propiedades de la materia; sus fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática, así como su textura, su color, su trasparencia, opacidad y dureza. La formación de moléculas involucran fuerzas electromagnéticas, por lo que las propiedades químicas de la materia tienen su origen en esta interacción. Muchas ramas de la ciencia son resultado directo del estudio de las propiedades electromagnéticas de la materia.

Esta fuerza se puede contemplar como campos electromagnéticos o como intercambio de fotones, y es unas 100 veces más débil que la fuerte. Es bastante más cotidiana que la anterior, puesto que todos hemos visto un imán en acción. Cuenta con la particularidad de que puede ser de dos tipos: positiva y negativa, de forma que cuando dos partículas cuentan con distinta carga se atraen y cuando coincide se repelen.

El principio de la brújula responde al electromagnetismo

Así, los átomos son posibles porque los protones de carga positiva y los electrones de carga negativa se atraen para formar los elementos químicos, con la inestimable ayuda, en lo que a los núcleos se refiere, de la fuerza nuclear fuerte anteriormente descrita.

A nivel aún más pequeño tenemos una vez los quarks, los cuales tienen carga electromagnética fraccionaria, con respecto a la unidad que sería la del protón y la del electrón, 1 y -1 respectivamente. El protón está compuesto por dos quarks con carga 2/3 y un quark con carga -1/3, sumando 1, mientras que el neutrón contiene dos quarks con carga -1/3 y uno con carga 2/3, sumando 0.

A nivel más grande, la interacción electromagnética no es de alcance restringido como la fuerte, y es la responsable de fenómenos a gran escala presentes en nuestra vida diaria, como la propagación de la luz, la corriente eléctrica o las señales de radio y televisión.

INTERACCIONES NUCLEARES

Son aquellas que aparecen únicamente en el interior del núcleo atómico, originando fuerzas de gran intensidad, donde la distancia entre los cuerpos que interactúan es del orden 10-15 m. Cuando esta distancia aumenta, las fuerzas desaparecen.

Dentro de las interacciones que se llevan a cabo en el núcleo es necesario distinguir entre la interacción fuerte y interacción débil.

INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE

Es la fuerza que obliga a los núcleos atómicos a permanecer unidos. El mes pasado vimos que los núcleos están formados por protones y neutrones, y estos a su vez por quarks. Pues bien, tanto los quarks entre sí como los neutrones y protones se mantienen pegados porque la interacción nuclear fuerte les obliga a ello.

La Interacción fuerte se manifiesta en los núcleos atómicos

Existen unas reglas para que se acoplen los quarks, y dependen de lo que los científicos han llamado “color”, por analogía con lo que normalmente entendemos como tal. Tenemos tres colores: rojo, azul y verde. Para que una unión pueda ser llevada a cabo, el resultado ha de dar color blanco, y es análogo a mezclar diversas tintas para conseguir el color deseado. Por ejemplo, el protón está formado por dos quarks del tipo llamado arriba y un quark del tipo llamado abajo, de forma que uno es rojo, otro azul y otro verde.

Puede parecer paradójico que dos quarks arriba tengan distinto color, sin embargo, la explicación se halla en que la interacción nuclear fuerte se manifiesta mediante el intercambio de gluones, que son los bosones correspondientes a esta interacción. Dichos gluones tienen la propiedad de cambiar la carga de color de los quarks, de forma que cada quark puede presentar cualquiera de los tres colores.

Esta fuerza tiene un alcance muy corto, alrededor de una billonésima de milímetro, de ahí que los núcleos atómicos tengan un escaso límite de tamaño. No hay átomos en la naturaleza cuyos núcleos cuenten con mucho más de 100 protones, porque si se acumularan demasiadas partículas el núcleo no aguantaría unido, se disgregaría en sus componentes empujado por otra de las fuerzas, la electromagnética.

INTERACCIÓN NUCLEAR DÉBIL

Es responsable de la radiactividad natural que presentan algunos materiales. Su magnitud es menor que la interacción fuerte y es de muy corto alcance (del orden de décimas de billonésimas de milímetro). De las cuatro interacciones mencionadas esta es la menos estudiada.

Unos diez mil millones de veces más débil que la electromagnética y con un

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