Las fuerzas fundamentales son las distintas formas en que las partículas interaccionan entre sí. Hasta ahora, conocemos cuatro tipos de interacciones fundamentales: nuclear fuerte, nuclear débil, electromagnética y gravitatoria.
La interacción nuclear fuerte es la que mantiene unidos a los quarks para formar otras partículas mayores -como protones y neutrones-. Esta interacción se produce mediante el intercambio de unas partículas mediadoras (bosones) llamadas gluones. Aunque se trata de la interacción más fuerte de las cuatro, su radio de acción se limita a distancias comprendidas dentro del núcleo atómico.
Gluones manteniendo unidos a tres quarks para formar un protón
La interacción nuclear débil es la responsable de la radioactividad y del fenómeno conocido como "decaimiento beta" (neutrones que, emitiendo una partícula beta -un electrón o un positrón- y un antineutrino, se transforman en protones para optimizar el número de éstos en el núcleo atómico). Las partículas mediadoras de esta interacción son los bosones W y Z, que tienen una masa considerable. Es la tercera interacción en cuanto a fuerza relativa y su distancia efectiva es mil veces más pequeña que la nuclear fuerte.
Esquema del decaimiento beta
La interacción electromágnética es la que se produce entre partículas dotadas de carga eléctrica, estando éstas en reposo (fuerza electrostática) o en movimiento (fuerzas eléctrica y magnética combinadas). La partícula mediadora de esta interacción es el fotón, una partícula de masa prácticamente nula y alcance infinito. La fuerza electromágnética es la segunda más intensa después de la nuclear fuerte.
Líneas del campo magnético generado por una corriente eléctrica
La interacción gravitatoria es la más débil de las cuatro, afecta a todos los tipos de partículas, tiene carácter exclusivamente atractivo y su alcance es infinito. Como ya expusimos en el post ¿Pueden curvarse el espacio y el tiempo?, según la Teoría de la Relatividad, la interacción gravitatoria es una manifestación de la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de objetos con masa. Desde el punto de vista del Modelo Estándar, la interacción gravitatoria tendría una hipotética partícula portadora o mediadora, el gravitón, indetectado hasta la fecha.
Deformación espaciotemporal por la presencia de un objeto masivo
En próximos posts trataremos en más profundidad cada una de estas interacciones.
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