La teoría unificada Electro-Débil

José Bernabéu Alberola

Resumen


La unificación de las fuerzas electromagnética y débil es un hito comparable con la unificación electromagnética de Maxwell o la gravitación universal de Newton. La propagación del campo electromagnético en términos de fotones y su interacción con la materia, generada a través de un “principio de simetría de gauge”, quedan descritos en la Electrodinámica Cuántica, la teoría capaz de predecir cantidades observables con la mayor precisión. Las interacciones débiles son responsables de la inestabilidad de núcleos atómicos y de partículas elementales, así como de la producción de energía en nuestro Sol y las estrellas. Aunque aparentemente las interacciones débiles presentan propiedades antagónicas a las electromagnéticas a bajas energías, la extensión del principio de simetría de gauge a otras “cargas” conduce a una unificación de las dos interacciones. La nueva teoría predice la existencia de corrientes neutras débiles, acopladas al mediador Z, a partir de las electromagnéticas, acopladas al fotón, y las cargadas débiles, acopladas a los mediadores W±. El descubrimiento de las corrientes neutras débiles y la producción experimental de W± y Z como partículas reales condujo a la Edad de Oro de física de partículas y a referirse a la teoría unificada electrodébil como la Teoría Estándar. Sin embargo, el principio de simetría en que se basa la teoría implicaría que todas las partículas, incluyendo W± y Z, deberían ser sin masa. Tan flagrante contradicción con la observación experimental necesita un mecanismo de “ruptura espontánea” de la simetría gauge, en el que el vacío cuántico no comparte la simetría de la teoría. Tal mecanismo deja un remanente observable, el bosón de Higgs, cuya búsqueda se está realizando en la actualidad en el acelerador LHC del CERN.

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