Las interacciones fundamentales

La física de las partículas elementales tiene como interés no sólo la enumeración y clasificación de las componentes fundamentales de la materia sino también la descripción de sus interacciones.

Conocemos cuatro interacciones (o fuerzas) fundamentales:la electromagnética, la fuerte (o nuclear), la débil y la gravitatoria. Las tres primeras son las relevantes al nivel de las partículas elementales, ya que la intensidad de la interacción gravitatoria entre partículas subatómicas es completamente despreciable respecto de las otras debido al valor de las masas en juego. Por ejemplo, la fuerza gravitatoria entre un protón y un electrón es 10³⁹ veces más pequeña que la electromagnética.

No es sorprendente entonces que haya sido posible lograr la descripción de las interacciones electromagnética, débil y fuerte en un marco conceptual común, conocido como el Modelo Estándar de las interacciones fundamentales aun cuando la interacción gravitatoria no pueda ser incorporada dentro del mismo formalismo.

La interacción electromagnética es la más conocida y por supuesto afecta a todas las partículas que poseen carga eléctrica. La interacción fuerte sólo la sienten los hadrones; a nivel del núcleo es también conocida como fuerza nuclear y es la responsable de la unión entre protones y neutrones dentro del núcleo atómico. Para distancias nucleares (aproximadamente un Fermi) su intensidad es mucho mayor que la electromagnética, pero se vuelve despreciable para separaciones atómicas (del orden del Ángstrom). A nivel de las partículas elementales la interacción fuerte sólo actúa sobre los quarks (no sobre los leptones). La interacción débil es la de menor intensidad de las tres, y es responsable de ciertos decaimientos nucleares, como el decaimiento beta del neutrón. Todas las partículas elementales conocidas participan de esta interacción. En particular, ya que los neutrinos no tienen carga eléctrica ni son hadrones solo interactúan débilmente, siendo por ello muy difícil detectarlos.

Partículas de “materia” y sus interacciones