¿En qué modo se juntan los elementos más básicos en la naturaleza para formar las partículas más diminutas conocidas en la actualidad (quarks, protones, muhones, mesones, electrones, etc.)?
SUPERCUERDAS
Actualmente la teoría predominante y mas extendida es la de las “Supercuerdas”.Hoy, es la mejor candidata a convertirse en una Teoría del Todo. Esta teoría física considera los componentes fundamentales de la materia no como puntos matemáticos, sino como entidades unidimensionales llamadas "cuerdas". Las vibraciones de las cuerdas desde lejos nos parece que es una partícula u otra, desde lejos no vemos la estructura de las cuerdas, lo único que percibimos son los diferentes estados de vibración de las cuerdas y se nos aparece como un electrón un protón etc. En ese sentido la sinfonía aparece porque todas las partículas que existen y que conocemos en el universo en realidad están hechas del mismo material; es la misma cuerdecita sencillamente vibrando de diferentes formas. Los átomos están hechos de protones, neutrones y electrones; los protones están hechos de quarks y los quarks son esencialmente cuerdecitas.
Teoría de los espines múltiples
Pero ¿y si fuera el espín o giro de las partículas el origen de las combinaciones que dan lugar a los elementos? Para ello vamos a imaginarnos la misma Tierra donde vivimos.
Sabemos que hace 700.000 años invirtió su campo magnético. Pero como se produjo este cambio; sencillamente las corrientes de hierro en su núcleo empezaron poco a poco a cambiar el sentido de su giro: en vez de derecha a izquierda comenzaron a hacerlo de izquierda a derecha, variando así su espín interno e invirtiendo así el campo magnético de la tierra.
Como podemos apreciar en nuestro propio Mundo; el espín interno del núcleo hace el efecto de una dinamo y genera distintas fuerzas electromagnéticas. Por otro lado la teoría de las Supercuerdas aún no ha podido ser demostrada, pero en ella van encajando todas las piezas necesarias para dar explicación a la formación de los elementos. Sin embargo la energía eléctrica y electromagnética actualmente está muy bien explicada a nivel supra-atómico, pero a nivel sub-atómico aún no tiene explicación evidente. Aunque entendemos cómo un cuerpo con déficit de electrones se ve cargado positivamente; no entendemos porqué en el núcleo del átomo los electrones se ven atraídos por los protones describiendo órbitas.
Aquí es donde empieza esta teoría que podríamos llamar de los “Espines”.
Las partículas que conocemos en la actualidad (protones, neutrones, electrones, quarks , muhones), están compuestos a su vez de varias partículas más pequeñas o subpartículas que poseen un giro interno o espín. No nos referimos al espín o movimiento de traslación de por ejemplo un electrón alrededor del núcleo atómico sino al propio giro interno de las subpartículas (movimiento de rotación).
Varias de estas subpartículas girando se asocian y desde lejos nos parece que son una sola partícula , desde lejos no vemos el movimiento de los espines , lo único que percibimos son los diferentes estados de los giros de los cuerpos diminutos que unidos varios de ellos se nos aparecen como un electrón un protón etc. todas las partículas que existen y que conocemos en el universo en realidad están hechas del mismo material ; de los mismos cuerpos diminutos sencillamente girando en diferentes sentidos.
Los átomos están hechos de protones, neutrones y electrones; los protones están hechos de quarks y los quarks están compuestos esencialmente de varios cuerpos esféricos diminutos girando. La carga eléctrica de estos cuerpos depende de su giro de rotación respecto así mismos.
De tal manera que una subpartícula con una carga siempre tiene su anti-subpartícula con carga diferente; si estas 2 subpartículas con espines opuestos se asocian; neutralizan su carga quedando neutras; pero si a esta pareja se le asocia una tercera subpartícula entonces ese conjunto de tres se queda cargado con la carga correspondiente al espín de la última subpartícula.
Esta es la forma en la que se van asociando las subpartículas para formar otras que conocemos como quarks, muhones, mesones y que a su vez formarán los neutrones protones electrones etc. Como vemos en la imagen superior de color azul al colisionar las partículas, los cuerpos resultantes adquieren recorridos curvados producto de la colisión entre corpúsculos que tienen su propio giro o espín. Queremos dar un enfoque diferente a la “Teoría Unificada de Campos”, partiendo de una base distinta a la que se está estudiando hoy en día la Teoría de las Supercuerdas.
Si aún les queda alguna duda sobre las posibilidades de esta teoría por favor observen detenidamente la siguiente foto que muestra las huellas de las partículas subatómicas dejadas tras colisionar entre sí; tomadas en una cámara de burbujas llena de hidrógeno líquido (fotos cedida por el Centro Europeo para la Investigación Nuclear CERN).
En la foto podemos apreciar cómo las partículas tras colisionar describen trayectorias curvas ocasionadas sin duda por el espín interno que mantenían antes de la colisión.
Ventajas de teoría del espín sobre supercuerdas
Ventajas que tiene la teoría de las Supercuerdas: con las simples variaciones en las vibraciones de las cuerdas conseguimos crear cualquier elemento de la naturaleza con las características que necesitemos. Es una teoría musical y como una buena sinfonía armoniza con la mayoría de las cuestiones fundamentales que se le puedan plantear, sólo necesita que vibren estas cuerdas o filamentos para que formen según sea su vibración los diferentes cuerpos sub-atómicos. La teoría de los espines considera a las partículas más simples girando sobre sí mismas; ésta es una situación que se produce habitualmente en la naturaleza y en todo el cosmos y por eso tiene mas probabilidades de adecuarse a la realidad. (Todos los astros tienen su movimiento de rotación, no ocurre lo mismo con las cuerdecitas).
Además se adapta con gran facilidad a la física de partículas así como a, los descubrimientos que se van produciendo en los aceleradores de partículas cada vez más potentes. No tenemos más que echar un vistazo a la foto superior de color azul en la que vemos colisiones entre partículas y las líneas curvas que forman sus recorridos tras chocar entre sí; producto sin duda de los espines de cada una de las subpartículas.
Por otro lado al dar a las partículas un movimiento de rotación al igual que tienen los astros en el universo, esto proporciona el principio de un acercamiento entre lo muy grande y lo muy pequeño, hay pues una correlación o semejanza entre los niveles subatómicos y niveles cósmicos, dando un paso mas en la teoría de unificación entre las fuerzas de la naturaleza.
La teoría de las supercuerdas no es capaz de dar explicación lógica al fundamento de la electricidad y gravedad .La vibración de las supercuerdas nos lleva a la producción de ondas que nos vuelven a plantar en el punto de partida pues todos sabemos que la electricidad se manifiesta a través de ondas electromagnética, sin que seamos capaces de salir de este círculo vicioso para explicar estas fuerzas. La teoría de los Espines sí que es capaz de explicar estos fenómenos a través de la producción de espirales tal y como vamos a exponer a continuacion. Según “la Navaja de Okan” ante 2 situaciones similares la mas sencilla es la mas correcta. Entiendo que “la teoría de los Espines” es más sencilla que la de las Supercuerdas y por tanto debemos de tenerla en consideración acogiéndonos a su “navaja”.
(Fuentes consultadas; David Mateos en “Redes” TV Española, 9-3-2005.las fotos han sido aportadas por CERN. Eropean Organization for Nuclear Research).