Hace unos años, respaldándose en la simetría de la paridad, la ciencia logró medir con exactitud la carga más débil de los protones, llegando a encontrarle un valor cierto a la fuerza nuclear débil.
La fuerza nuclear débil es, según se advierte al reunir información relacionada a la física de partículas, una de las interacciones fundamentales que pueden reconocerse al analizar el comportamiento de las partículas subatómicas. Las otras fuerzas son la gravedad, la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear fuerte.
Esta interacción débil, señalan los expertos en física nuclear, posee alcance corto y marca el punto de partida del proceso que se conoce como fisión nuclear. De las fuerzas fundamentales mencionadas, ésta es la única capaz de quebrar la simetría de paridad de carga. Está involucrada, incluso, en el fenómeno de desintegración de carácter radiactivo que involucra a las ya mencionadas partículas subatómicas.
Esta fuerza nuclear débil, de acuerdo al modelo estándar que rige para la física de partículas, está considerada como una fuerza sin contacto dado que surge ya sea cuando se emiten o absorben las clases de partículas elementales conocidas como bosones W y Z. No se puede pasar por alto que se ha podido conocer con mayor profundidad al bosón W gracias a un detector del Colisionador del Fermilab, llegándose a suponer que su masa es llamativamente alta.
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ResumenCaracterísticas de la fuerza nuclear débil
Al físico Enrico Fermi, un científico de origen italiano que se nacionalizó estadounidense, se lo señala como el primero que impulsó la constante de Fermi como forma de explicar cómo es, y en qué consiste, la desintegración beta. Ese fue el inicio de la teoría centrada en la interacción débil.
Décadas después, un grupo de físicos se encargó de lanzar la teoría electrodébil obtenida como resultado de la unificación del electromagnetismo y la fuerza nuclear débil.
Al observar con detenimiento las características, los efectos y los campos de aplicación de la interacción débil salen a la luz rasgos únicos de ella. Los quarks y los leptones con quiralidad izquierda, por indicar casos concretos, resultan afectados por las interacciones débiles, tal como le sucede a los neutrinos frente a esta fuerza que se aprecia mejor en un contexto de desintegración beta.
A diferencia de otras interacciones, la débil está involucrada en el fenómeno conocido como violación CP por transgredir o no respetar la simetría CP de carga-paridad. Se le reconoce, asimismo, capacidad para modificar el sabor de un quark o más.
Aquellos que se especializan en astrofísica, por otra parte, buscan resolver enigmas asociados a la materia oscura, por describir una realidad puntual, teniendo en cuenta unas hipotéticas partículas conocidas a través de una sigla del idioma inglés, WIMP. Ellas, cuya detección es sumamente difícil, interactúan con materia visible gracias a la gravedad pero también se vinculan gracias a conexiones que poseen una magnitud parecida a las que se advierten cuando entra en juego la fuerza nuclear débil. Estos WIMP, sostienen varios especialistas, reúnen propiedades que guardan mucha similitud con las que caracterizan a los neutrinos, con la salvedad de atribuirles a los citados WIMP masividad y una mayor lentitud.
Se suele señalar a la fuerza nuclear débil como responsable de la denominada desintegración beta, una clase de desintegración radiactiva que involucra a los neutrones.
Modelo electrodébil
Steven Weinberg, Sheldon Lee Glashow y Abdus Salam fueron los expertos en Física que, allá por el segundo tramo de los años ’60, desarrollaron el modelo o teoría electrodébil. En base a ese contenido se indica que tanto la interacción débil como la fuerza electromagnética constituyen dos aspectos distintos de una sola interacción electrodébil. Explicado de otro modo, ambas resultan diferentes cuando están expuestas a energías bajas, mientras que al haber energías elevadas son expresiones de una misma fuerza.
Este postulado, además, se incluye en la denominada Teoría de Gran Unificación, donde figuran tres fuerzas fundamentales, quedando al margen de esta conjetura la gravedad. De acuerdo a este esquema, se cree que la fuerza electromagnética, la nuclear débil y la nuclear fuerte, apenas sucedido el Big Bang, estaban reunidas en una única fuerza. Es interesante señalar que el campo electrodébil, en este modelo, está abordado como si se tratase de un campo de Yang-Mills.
Según surge de investigaciones científicas, la fuerza nuclear débil causa determinadas clases de radiactividad, influyendo, por ejemplo, en el fenómeno de desintegración que involucra a neutrones y protones.
Vínculo entre la fuerza nuclear débil y los neutrinos
La definición teórica presenta a los neutrinos como partículas que se caracterizan por ser neutras al analizarlas eléctricamente (es decir, carecen de carga eléctrica), tener una masa imposible de estimar y formar parte del conjunto de los fermiones.
A ellos, elementos ideales a la hora de examinar el universo e intentar descifrar misterios en torno a él (permitiendo averiguar, por ejemplo, los rasgos distintivos de los espacios que rodean a los agujeros negros y la composición de la materia oscura), los afecta, a poca distancia, la fuerza nuclear débil. Se desplazan en una línea recta y presentan una interacción muy débil con la materia, de ahí que resulte relativamente sencillo determinar la ubicación de su fuente.
Temporadas atrás, por sumar más precisiones en cuanto a neutrinos, se publicó un estudio que daba cuenta la detección de un proceso bautizado como dispersión de neutrinos-núcleo elástica coherente. Así se denominó a un vínculo de interacción, gracias a la fuerza nuclear débil, entre neutrinos de energía baja y un núcleo de argón. El fenómeno estudiado en mecánica cuántica que involucra la medición focalizada en un neutrino que en principio se ha analizado con un sabor leptónico concreto y más tarde cambió esta variable, por último, también es de interés en este ámbito. Dichas situaciones, bautizadas como oscilaciones de neutrinos, justamente han impulsado la realización de experimentos de oscilación de neutrinos para seguir acumulando hallazgos relevantes.
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