Teoría del campo unificado

Teoría del campo unificado, teoría física que propone la unificación de dos o más de las cuatro fuerzas o interacciones conocidas, en un conjunto sencillo de leyes generales. Estas cuatro fuerzas (fuerzas fundamentales) que rigen todas las interacciones observadas de la materia son la gravitación, el electromagnetismo, la interacción fuerte (una fuerza de corto alcance que mantiene unidos los núcleos atómicos) y la interacción débil (la fuerza responsable de procesos nucleares como la desintegración beta). Los intentos de desarrollar una teoría del campo unificado se basan en la creencia de que todos los fenómenos físicos deberían ser explicables en último término a partir de una unidad subyacente.

Uno de los primeros en intentar el desarrollo de una teoría así fue Albert Einstein, cuyos trabajos en relatividad le habían llevado a considerar que se podía hallar una teoría unificada para las fuerzas electromagnética y gravitatoria. Durante los últimos 30 años de su vida, Einstein intentó sin éxito desarrollar una teoría que representara las fuerzas y las partículas materiales exclusivamente por campos, y en la que las partículas serían regiones con una intensidad de campo muy elevada. Sin embargo, el desarrollo de la teoría cuántica y el descubrimiento de muchas partículas nuevas impidieron que Einstein lograra formular una teoría unificada basada exclusivamente en la relatividad y la física clásica.

Un importante avance en esta búsqueda tuvo lugar en 1967-1968, cuando el físico estadounidense Steven Weinberg y el físico paquistaní Abdus Salam lograron unificar las interacciones débil y electromagnética empleando una técnica matemática conocida como simetría de gauge (véase Partículas elementales: Clasificación). Según esta teoría, la interacción electromagnética corresponde al intercambio de fotones, y la interacción débil al intercambio de bosones W y Z. Se cree que estos bosones pertenecen a la misma familia de partículas que los fotones (véase Modelo estándar). En la actualidad, los físicos teóricos tratan de ampliar la teoría electrodébil de Weinberg y Salam a la interacción nuclear fuerte, empleando teorías de simetría; esos intentos se conocen como teoría de la gran unificación. Siguen realizándose esfuerzos para combinar las cuatro fuerzas fundamentales, incluida la gravitación, en las que ahora se conocen como teorías de supersimetría. Sin embargo, ninguno de los intentos ha tenido éxito hasta ahora, aunque están resultando útiles en los trabajos actuales sobre cosmología (véase Teoría inflacionaria).

Véase también Teoría del todo.

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