Las 4 fuerzas fundamentales de la física

Las fuerzas fundamentales (o interacciones fundamentales) de la física son las formas en que las partículas individuales interactúan entre sí. Resulta que cada interacción observada que tiene lugar en el universo puede desglosarse y describirse por solo cuatro (bueno, generalmente cuatro más sobre eso más adelante) tipos de interacciones:

• Gravedad
• Electromagnetismo
• Interacción débil (o fuerza nuclear débil)
• Interacción fuerte (o fuerza nuclear fuerte)

Gravedad

De las fuerzas fundamentales, la gravedad tiene el mayor alcance, pero es la más débil en magnitud real..

Es una fuerza puramente atractiva que atraviesa incluso el vacío "vacío" del espacio para atraer a dos masas una hacia la otra. Mantiene los planetas en órbita alrededor del sol y la luna en órbita alrededor de la Tierra.

La gravitación se describe bajo la teoría de la relatividad general, que la define como la curvatura del espacio-tiempo alrededor de un objeto de masa. Esta curvatura, a su vez, crea una situación en la que el camino de menor energía es hacia el otro objeto de masa.

Electromagnetismo

El electromagnetismo es la interacción de partículas con una carga eléctrica. Las partículas cargadas en reposo interactúan a través de fuerzas electrostáticas, mientras que en movimiento interactúan a través de fuerzas eléctricas y magnéticas..

Durante mucho tiempo, las fuerzas eléctricas y magnéticas se consideraron fuerzas diferentes, pero James Clerk Maxwell finalmente las unificó en 1864, según las ecuaciones de Maxwell. En la década de 1940, la electrodinámica cuántica consolidó el electromagnetismo con la física cuántica..

El electromagnetismo es quizás la fuerza más frecuente en nuestro mundo, ya que puede afectar las cosas a una distancia razonable y con una buena cantidad de fuerza..

Interacción débil

La interacción débil es una fuerza muy poderosa que actúa en la escala del núcleo atómico. Causa fenómenos como la desintegración beta. Se ha consolidado con el electromagnetismo como una interacción única llamada "interacción de electroválvula". La interacción débil está mediada por el bosón W (hay dos tipos, el W⁺ y W^- bosones) y también el bosón Z.

Interacción fuerte

La más fuerte de las fuerzas es la interacción fuerte llamada acertadamente, que es la fuerza que, entre otras cosas, mantiene unidos a los nucleones (protones y neutrones). En el átomo de helio, por ejemplo, es lo suficientemente fuerte como para unir dos protones, a pesar de que sus cargas eléctricas positivas hacen que se rechacen entre sí..

En esencia, la interacción fuerte permite que las partículas llamadas gluones se unan entre sí para crear los nucleones en primer lugar. Los gluones también pueden interactuar con otros gluones, lo que le da a la interacción fuerte una distancia teóricamente infinita, aunque sus principales manifestaciones son todas a nivel subatómico..

Unificando las fuerzas fundamentales

Muchos físicos creen que las cuatro fuerzas fundamentales son, de hecho, las manifestaciones de una sola fuerza subyacente (o unificada) que aún no se ha descubierto. Del mismo modo que la electricidad, el magnetismo y la fuerza débil se unificaron en la interacción de electrodébil, trabajan para unificar todas las fuerzas fundamentales..

La interpretación mecánica cuántica actual de estas fuerzas es que las partículas no interactúan directamente, sino que manifiestan partículas virtuales que median las interacciones reales. Todas las fuerzas, excepto la gravedad, se han consolidado en este "Modelo Estándar" de interacción..

El esfuerzo por unificar la gravedad con las otras tres fuerzas fundamentales se llama gravedad cuántica. Postula la existencia de una partícula virtual llamada gravitón, que sería el elemento mediador en las interacciones de gravedad. Hasta la fecha, los gravitones no se han detectado, y ninguna teoría de la gravedad cuántica ha sido exitosa o adoptada universalmente..