Vamos a ver la tercera parte de las grabaciones sobre partículas
elementales. Soy Enrique Rivas, de Centro Asociado de la UNED en Albacete.
Recordad que hemos visto dos grabaciones previamente, también sobre
partículas elementales. Y vamos a hacer la tercera definitiva, que tiene
24 diapositivas y va a tardar unos 22-23 minutos. Y como complemento, el
profesor Nicolás Dielt, de Madrid, ha grabado también una presentación
sobre partículas elementales, pero concentrándose más en la resolución
de problemas. Estoy haciendo la prueba de poner una pequeña... Música
clásica, pequeña no quiero decir, de bajo volumen, como fondo de la
grabación a ver qué tal resulta. Bueno, pues a nivel fundamental, las
fuerzas son debidas a que las partículas se intercambien entre ellas los
bosones mediadores, que son el fotón, el gravitón, el Z0 y lo que debe
ser más o menos que veremos a continuación. Por tanto, la fuerza no... No
es algo que ocurre a las partículas, algo que le sucede a las partículas.
Es algo que sucede entre dos partículas. Ese detalle es fundamental. Todos
sabemos lo que son los campos, tanto escalares como vectoriales en física,
pues ahora es, digamos, una pequeña sofisticación más de los campos. Por
tanto, toda interacción que afecta a las partículas se debe al
intercambio de unas partículas mediadoras. Podéis imaginar dos
patinadores en medio de un lado a un lado, que están los dos en reposo y
se intercambian una pelota, por ejemplo, de tenis. Uno sale hacia atrás al
lanzarla y el otro, cuando la reciba, pues se moverá también en ese día
contrario. Eso es una especie de cómo son las interacciones. Es decir, las
interacciones se deben al intercambio de bosones. Y aquí las tenemos.
Interacción gravitatoria, lo que se intercambia es el gravitón. La
interacción débil se intercambia el W más, el W menos y el Z cero. La
interacción electromagnética, lo que se intercambia es el fotón. Y por
último, la interacción fuerte, lo que se intercambia es la partícula
llamada gluón, que como os comentaba más adelante tiene que ver con
pegamento en inglés. La fuerza gravitacional. La fórmula para nosotros no
encaja en el modelo estándar. Esto hay que tenerlo muy claro. No tiene
cabida en el modelo estándar. Afortunadamente, los efectos son
despreciables, como vamos a ver a continuación. Y cuando podamos acoplarla
dentro del modelo estándar, si es que algún día se puede hacer, que yo
personalmente creo que es muy complicado, la partícula mediadora ya está
predicha y es el gravitón. La fuerza fuerte. Aquí, la partícula
mediadora es el gluón, que viene del inglés, glu significa pegamento. La
fuerza fuerte es la responsable de que existan los protónios y neutrones,
de que exista el núcleo, es decir, de que existamos nosotros. Esta
interacción fuerte la sufren los gluones y los quarks. Los leptones no la
sufren. Recordadlo, los leptones no la sufren. Sufren los gluones y los
quarks. La fuerza electromagnética es la que permite la unión de
electrones al núcleo para formar átomos y moléculas, es decir, los
hordos. Como sabemos, cada mismo signo se atraen, las mismas signos se
repelen, perdón, y las de signo contrario se atraen. Ejemplos de fuerzas
electromagnéticas son la fuerza de rozamiento y las fuerzas eléctricas y
magnéticas. La fuerza mediadora es el fotón, que no tiene masa en reposo,
por tanto, se tiene que mover a la velocidad de la luz. Muy bien. La fuerza
débil es la responsable de la desintegración de unas partículas más
pesadas en otras menos pesadas, claro. los quarks y leptones de la segunda
y tercera generación se desintegran en quarks de la primera. Las
partículas mediadoras, aquí las tenemos. Son tres, el W más, el W menos
y el Z cero. Dos son cargadas, el W menos y el Z cero. Los W y el Z cero es
neutro. También son bosones. Aquí los tenemos. Los quarks, bueno, aquí
los tenemos. Voy a resumir un poco lo visto en las anteriores dos
grabaciones. Los quarks y leptones son los bloques fundamentales de la
materia. Aquí tenemos los leptones, que son seis. Los tres leptones con
sus tres neutrinos, el neutrino electrónico, el neutrino muónico, y el
neutrino taubónico. Cada uno se hace pareja con su leptón
correspondiente. Y seis quarks. Arriba, abajo, encantado, extraño, top, o
la parte superior de algo, y botón, la parte inferior. Al top también se
llama fina, y al botón, en lenguaje coloquial en inglés, pues botón
significa allá donde la espalda pierde su casto y pudroso nombre. Bueno,
pues, lo que voy a marcar ahora en amarillo estos cuatro dos leptones y dos
quarks constituyen la materia ordinaria. Los otros cuatro leptones y los
otros cuatro quarks pues sólo se aprecian en los rayos cósmicos y en los
aceleradores de partículas. Por eso justamente el LHC está intentando
generar partículas mediante los choques de protones entre ellos. Aquí
tenemos el bosón mediador de cada una de las interacciones, como ya lo
comentaba antes. Hay cuatro interacciones. No hay cuatro fotones porque
estos son tres. Tres. Cuatro, cinco y seis. Por tanto, hay seis bosones a
pesar de que sólo hay cuatro interacciones. Fijaos en el detallito este.
El gravitón todavía no ha sido observado. Todos ellos son bosones que
tienen spin uno menos el gravitón que tiene spin dos. Aquí viene una de
las cosas que se están intentando en el LHC dilucidar y es que todos ellos
son de masa nula cero, cero y cero excepto los bosones mediadores de la
interacción débil, los W más menos que tienen 80 Heft partido por c
cuadrado y los excepta cero que tienen 91.19 claro todos ellos en reposo y
quiero que os deis cuenta que todos son neutros de carga eléctrica excepto
los W más y W menos que están cargados. Aquí tenéis las propias de las
interacciones básicas sobre quién actúa la partícula que lo
experimentan en la partícula mediadora el gravitón el W más, el zeta
para la débil el gravitonio para la gravitacional el
fotoparelectromagnética y los gluones para las interacciones fundamentales
entre esta cifra total fuerte. Aquí viene un detalle importante por
ejemplo vamos a comparar la intensidad de las interacciones entre dos
protones en un núcleo asignando el valor 1 a la interacción
electromagnética la débil es 10 a la menos 7 la fuerte es de la orden de
20 sin embargo la gravitacional es del orden de 10 a la menos 36 es muy
pequeña muy bien es verdad que solo hay 3 generaciones de lectones es
decir, solo hay 6 lectones arriba, abajo, encantado, extraño top y botón
bueno pues aquí tenemos una gráfica donde en el eje X aparece la energía
gigaelectrón voltios y en el eje Y aparece la sección eficaz de una
interacción aquí la tenemos de la colisión de un electrón con un
positrón y da lugar a cualquier cosa de las posibles los datos
experimentales están en negro entonces la curva roja es para el caso 2
familias la curva azul para el caso 4 familias y la curva verde que se
ajusta muy bien a los datos experimentales para el caso de 3 familias
realizando el ajuste resulta que el número de generaciones es 2.984 más o
menos 0.08 es decir tenemos 3 familias pues sí pero con 3 porque el valor
más alto es 2.9 2 punto voy a tratar de escribirlo 9 2, ese es el valor
más alto de NV que no llega a 3 pero bueno está tan cerquita que podemos
considerar que hay 3 familias si el 0.08 bastaría que este valor fuera 16
para que el 3 ya fuera compatible con este valor de NV bueno pues no hay un
solo neutrino sino que en realidad hay 3 como ya he comentado antes uno
está asociado al electrón otro está asociado al muón y otro está
asociado al tubón cada neutrino aparece en las relaciones nucleares en las
que aparece su lector particular por tanto no basta con decir neutrino sino
que hay que especificar si el neutrino es electrónico o si está único
ahora estamos en el experimento este de los neutrinos que van más rápido
que la luz y en ningún momento se especifica hay que ver con mucho detalle
el artículo y realmente ahora no lo recuerdo cuál de ellos es y por
ejemplo la desintegración beta se produce un electrón de modo que el
neutrino que ahí aparece tiene que ser electrónico enseguida os diré
algo más bueno, aquí aparece aquí tenemos el neutrino electrónico aquí
aquí tenemos lo estoy buscando hay más por aquí en esta imagen aquí
habla de cualquier neutrino aquí habla también de cualquier neutrino en
esta interacción que aparece un electrón energético tiene que ser el
neutrino electrónico el evidencia que aparece aquí este de aquí es el
Empire State y lo están comparando con la fosa de las marianas habla de
mil kilómetros de profundidad la fosa de las marianas que es donde se
colocan los detectores donde se están intentando colocar detectores para
medir los neutrinos que llegan procedentes del espacio bueno, pues además
el neutrino tiene una antipartícula el antineutrino de tal manera que la
partícula que propuso Pauli para explicar la interacción del neutrón
aquí tenemos un neutrón que se transmuta en un protón en realidad era un
antineutrino vamos a verlo los tres quarks del neutrón el quark arriba y
dos quarks abajo un quark up y dos down pues el up esta es la evolución
temporal sigue siendo un up el quark down sigue siendo un quark down y el
tercer quark que era un quark down y un quark abajo se transforma en un
quark arriba vas a tener menos un tercio de carga de tal forma que el
neutrón tenía carga cero y el protón tiene que ganar más o menos uno
bueno, pues en esa reacción aquí se emite un bosón W- el cual poco
después se transforma en un electrón y su correspondiente neutrino pues
tiene que ser neutrino electrónico y además como veis ahí la rayita
encima del neutrino quiere decir que es antineutrino electrónico con los
correspondientes números electrónicos bueno, pues aquí tenéis imágenes
agradables que ha dado del neutrino electrónico con esa cara de pin y ese
antifack que lleva puesto el neutrino muónico el neutrino tabuónico y
aquí estas otras combinaciones de otros peluches otros cojines que como
veis el precio depende algo más de 10 dólares y se vende en esta página
web que os he puesto aquí esta señora debe ser la diseñadora de ellos y
aquí veis la pinta que tienen estos cojines estos peluches mirad, aquí en
rojo tenemos los quarks arriba, abajo como veis la boquita el quark
encantado y el quark extraño extraño porque tiene tres ojos el encantado
pues ahí está con esa carita tan risueña luego está el quark top tiene
la boca muy arriba y el quark bottom pues no tiene la boca muy arriba pero
está al revés quizá hubiera sido mejor poner la boca aquí pero los
diseñadores son muy suyos aquí tenemos los leptones el electrón es este
y este es un neutrino electrónico el muón su neutrino muónico el tabuón
con leptón tabu perdón y su neutrino tabuónico aquí tenemos otras otras
partículas teóricas son el gravitón todavía no lo he detectado el
bosón de Higgs, no lo he detectado pero estamos detrás de él los
tachiones que son aquellas partículas que van a velocidad superior a la de
la luz y la matrícula perdón la materia negra este cojín ahí negro
vemos aquí también los portadores de carga el fotón el gluón el bosón
W en realidad hay dos, el W más y el W menos no sé si la diseñadora es
que no lo sabe o no lo han asesorado bien o le ha parecido a ella correcto
hacer los dos igual y el Z0 y luego por último parece que también existe
el neutrón aquí está y el protón que tiene esa carita así recta esa
boquita recta para distinguirlo del neutrón os aconsejo de ir una vuelta
por esta esta web de Particle Zoo el zoo de las partículas porque tiene
cosas muy interesantes si queréis regalar a algún físico alguna física
conocida pues ahí tenéis una buena oportunidad para hacer un regalo
original bueno que hay más allá del modelo estándar el cual funciona
bastante bien está el origen de la masa por los Higgs está la simetría
entre materia y antimateria el universo donde nosotros vivimos
fundamentalmente sólo hay materia hay que comprender mejor las
oscilaciones y las masas de los neutrinos en principio los neutrinos eran
partículas con masa nula posteriormente se ha comprobado que tenían poco
de masa y luego posteriormente se comprobó que la masa de ellos oscilaba
más allá del modelo estándar están las teorías supersimétricas la
gran unificación si se logra incluir la fuerza gravitatoria que en mi
opinión es muy complicado las membranas o de forma real entebranas en las
cuales las vibraciones de las membranas igual como vibra un tambor da lugar
a las partículas elementales tal y como las conocemos aquí tenéis al
bosón de Higgs que es una partícula elemental masiva cuya existencia es
predicha nos ha contado todavía desempeñan un papel importante en la
explicación del origen de la masa de otras partículas elementales sobre
todo en la diferencia que hay entre el fotón que no tiene masa y los
bosones W más y Z cero que son los relativamente pesados los 80 y tantos
partido por c cuadrado del reposo el bosón de Higgs a veces se le dice que
es la partícula de diodes porque Lederman premio Nobel de física en 1988
premio Nobel de física en 1988 escribió un libro cuyo título lo tenéis
aquí The Cortical Particle cuya traducción es exactamente la partícula
de diodes y a raíz de ahí le utiliza al bosón de Higgs cariñoso
apelativo el mecanismo de Higgs fue introducido en 1964 por Higgs entre
otros y ellos lo introdujeron de manera puramente teórica como todos
sabéis en el LHC de Ginebra se está intentando generar el bosón Higgs
haciendo colisionar partículas de altas energías para ver si la energía
somos capaces de convertirla en masa una ecuación tan famosa de la
relatividad probablemente la ecuación más famosa de la física ojalá y
exista el bosón de Higgs tendría un enorme efecto en la física y
probablemente en toda la sociedad aquí tenéis la función de onda que
escribe el Higgs donde aquí tenemos la parte real en este eje, en este
otro que tenemos la parte imaginaria y aquí significaría que hay una
partícula concentrada en el centro y luego estas densidades de
probabilidad o esta función de onda que tenéis en estos extremos da una
idea de como si fuera una partícula confinada y claro, he cogido la imagen
sobre todo porque me ha gustado por razones puramente estéticas bueno,
aquí tenéis todos lo habéis conocido Sheldon Cooper de Big Bang Theory y
esta es una parte del capítulo 13 de la temporada 3 y entonces os voy a
pedir una pequeña grabación espero que se oiga bien y vamos a ver lo que
ocurre está jugando al Pictionary y Sheldon Cooper está intentando que su
vecina adivine una partícula que él está escribiendo ahí en la pizarra
entonces veis los dibujos aquí en la pizarra y vamos a intentar qué
partícula es vamos a ver la grabación aquí acaba la grabación de de
Sheldon Cooper la verdad es que es una broma de los guionistas el átomo de
hidrógeno más tres cerditos pigs en inglés menos la P de pan en inglés
esto es raro hace Higgs esta bonita más osón que no sé muy bien ahora
mismo quién es bosón y peda y partícula artícula pues partícula la
partícula del bosón de Higgs bueno una broma de los guionistas hablando
de bromas aquí tenemos a la partícula de Dios tomándose unas aceitunas y
algún pequeño refresco veis está tomando un martini y es un dibujo del
gran Forges espero que no se moleste porque yo utilice aquí este dibujo y
está claro que que son bosones porque si fuera fermiones no cabría nada
más que una partícula en el VAR como recordáis una de las otras
grabaciones sobre las partículas elementales es el VAR de las partículas
atómicas he puesto aquí Forges y está todo el mundo detrás de del
bosón este de Higgs perverso y elusivo un bosón de Higgs bueno como
conclusión ingredientes necesarios para preparar las recetas de la materia
pues cójase los lectones que se quieran aquí están los lectones hay seis
cójase los quarks que se quieran usar para construir la materia aquí
están los seis quarks cójase un ingrediente una especie que puede ser la
electromagnética la débil la fuerte o la gravitatoria que veis que está
fuera del anaquel donde reposan las especies incluyase los bosones
mediadores de las fuerzas hay cuatro fuerzas hay seis bosones mediadores
mezclese todo en el bol agítese sigase las instrucciones de las recetas y
obtendremos toda la materia toda la materia posible aquí tenéis la
bibliografía que he utilizado la verdad es que os podéis imaginar que yo
no he descubierto nada de lo que aquí se comenta lamentablemente no he
descubierto nada me hubiera gustado descubrir algo de lo que están
tratando de hacer todos los tutores intercampus y yo mismo pues es ofrecer
unas grabaciones que os ayuden en el aprendizaje de la materia esta última
parte es espectacularmente bella la de partículas elementales y espero que
alguno de vosotros le despierte el gusanillo por esta parte se despierte la
afición por ella porque yo cuando lo descubrí quedé enamorado de esta
parte bueno y para acabar el pintor poeta, grabador y místico inglés
William Blake que vivió a caballo entre el siglo XVIII y el siglo XIX dice
que si quieres ver un grano de arena en el mundo el cielo es una flor
salvaje mantén el infinito en la palma de tu mano y la eternidad en una
hora bueno es una frase que me parece enigmática en el sentido de estar en
todo claro y pues ahí Maradón escogí esta figura la cual me atrae y no
sé por qué, no sé muy bien que es lo que estoy viendo si los ojos, unas
orejas unos carrillos ahora que me estoy fijando mientras hablo con
vosotros en el centro parece que veo una mujer meditando y estoy seguro que
es eso lo que quiero representar bueno pues gracias a vosotros por la
paciencia que tenéis con los tutores intercampus y ya tenemos gran parte
de las grabaciones hechas pues nada, con esto termino la grabación