Cuatro fuerzas de la naturaleza

interacción fuerte

Apoyo al profesorAntes de la sección, pida a los alumnos que elaboren una lista de las diferentes fuerzas. Además, puede ser valioso repasar los campos gravitacionales y eléctricos, el experimento de la lámina de oro de Rutherford, el generador de Van de Graaff, la desintegración de partículas y el teorema del impulso-momento.

A pesar de la aparente complejidad del universo, sólo quedan cuatro fuerzas básicas. Estas fuerzas son responsables de todas las interacciones conocidas por la ciencia: desde las más pequeñas hasta las más grandes, pasando por las que experimentamos en nuestro día a día. Estas fuerzas describen el movimiento de las galaxias, las reacciones químicas de nuestros laboratorios, la estructura de los núcleos atómicos y la causa de la desintegración radiactiva. Describen la verdadera causa detrás de términos familiares como la fricción y la fuerza normal. Estas cuatro fuerzas básicas se conocen como fundamentales porque son las únicas responsables de todas las observaciones de las fuerzas en la naturaleza. Las cuatro fuerzas fundamentales son la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte.

quinta fuerza fundamental

La gravedad es tan débil que el enlace de hidrógeno en una sola gota de agua, que es una de las formas más débiles de la fuerza electromagnética, puede superar la gravedad de todo un planeta. Imagen de dominio público, fuente: Christopher S. Baird.

En realidad, la gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales. Ordenadas del más fuerte al más débil, las fuerzas son: 1) la fuerza nuclear fuerte, 2) la fuerza electromagnética, 3) la fuerza nuclear débil y 4) la gravedad. Si tomamos dos protones y los mantenemos muy juntos, ejercerán varias fuerzas entre sí. Como ambos tienen masa, los dos protones ejercen una atracción gravitatoria entre sí. Como ambos tienen una carga eléctrica positiva, ambos ejercen una repulsión electromagnética el uno sobre el otro. Además, ambos tienen carga interna de “color” y, por tanto, ejercen atracción a través de la fuerza nuclear fuerte. Como la fuerza nuclear fuerte es la más fuerte a corta distancia, domina sobre las demás fuerzas y los dos protones se unen, formando un núcleo de helio (normalmente también se necesita un neutrón para mantener estable el núcleo de helio). La gravedad es tan débil a escala atómica que los científicos pueden ignorarla sin incurrir en errores significativos en sus cálculos.

interacción débil

Este artículo incluye una lista de referencias generales, pero permanece en gran medida sin verificar porque carece de suficientes citas en línea correspondientes. Por favor, ayude a mejorar este artículo introduciendo citas más precisas. (Noviembre de 2013) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla) Fuerzas del modelo estándar

En física, las interacciones fundamentales, también conocidas como fuerzas fundamentales, son las interacciones que no parecen ser reducibles a interacciones más básicas. Se sabe que existen cuatro interacciones fundamentales:[1] las interacciones gravitatoria y electromagnética, que producen importantes fuerzas de largo alcance cuyos efectos pueden verse directamente en la vida cotidiana, y las interacciones fuerte y débil, que producen fuerzas a distancias subatómicas minúsculas y rigen las interacciones nucleares. Algunos científicos plantean la hipótesis de que podría existir una quinta fuerza, pero estas hipótesis siguen siendo especulativas[2][3][4].

Cada una de las interacciones fundamentales conocidas puede describirse matemáticamente como un campo. La fuerza gravitatoria se atribuye a la curvatura del espaciotiempo, descrita por la teoría general de la relatividad de Einstein. Las otras tres son campos cuánticos discretos, y sus interacciones están mediadas por partículas elementales descritas por el Modelo Estándar de la física de partículas[5].

fuerza nuclear fuerte

ASTROFÍSICAUn equipo de investigadores afirma haber descubierto una nueva fuerza que existe fuera de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza que aparecen en los libros de texto.Pexabay/InsspiritoEn los últimos años, un grupo de investigadores húngaros ha saltado a los titulares con una audaz afirmación. Dicen haber descubierto una nueva partícula -apodada X17- que requiere la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza.

Sin embargo, los investigadores no estaban buscando la nueva partícula. En cambio, apareció como una anomalía en su detector en 2015 mientras buscaban señales de materia oscura. La rareza no llamó mucho la atención al principio. Pero con el tiempo, un grupo de prominentes físicos de partículas que trabajan en la Universidad de California, Irvine, echó un vistazo más de cerca y sugirió que los húngaros habían tropezado con un nuevo tipo de partícula, una que implica una fuerza de la naturaleza completamente nueva.

Luego, a finales de 2019, el hallazgo húngaro llegó a la corriente principal -incluyendo una historia destacada en la CNN- cuando publicaron nuevos resultados que sugerían que su señal no había desaparecido. La anomalía persistió incluso después de cambiar los parámetros de su experimento. Ahora la han visto aparecer de la misma manera cientos de veces.