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ELEC. CLASE 1

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by

Fernando González

on 18 August 2015

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Transcript of ELEC. CLASE 1

Interacciones entre las fuerzas fundamentales y la materia
Electricidad y Magnetismo

lu.udg@gmx.com
Fuerza fuerte
Fuerza electromagnetica
Fuerza débil
Una fuerza que puede mantener unido un núcleo en contra de las enormes fuerzas de repulsión de los protones, es realmente fuerte. Sin embargo, no es una fuerza de la inversa del cuadrado como la fuerza electromagnética, y tiene un alcance muy corto. Yukawa modeló la fuerza fuerte como una fuerza de intercambio, en el que las partículas de intercambio son piones, y otras partículas más pesadas. El rango de una fuerza de intercambio de partícula, está limitado por el principio de incertidumbre. La interacción fuerte es la más intensa de las cuatro fuerzas fundamentales.

Dado que los protones y los neutrones que componen el núcleo, se consideran que están hechos de quarks, y los quarks se consideran que se mantienen juntos por la fuerza de color, la fuerza fuerte entre los nucleones puede ser considerada como una fuerza de color residual. En el modelo estándar, por lo tanto, la partícula básica de intercambio es el gluón, que media las fuerzas entre los quarks. Dado que los gluones y los quarks individuales están contenidos dentro del protón o del neutrón, las masas que se les atribuyen, no se puede usar en las fórmulas de rango para predecir el rango de la fuerza. Cuando se ve algo que emerge de un protón o un neutrón, entonces debe ser por lo menos un par quark-antiquark, por lo que es entonces plausible que el pión como el meson más ligero, debería servir como un predictor del rango máximo de la fuerza fuerte entre los nucleones.

Una de las cuatro fuerzas fundamentales, la fuerza electromagnética, se manifiesta a través de las fuerzas entre las cargas (Ley de Coulomb), y la fuerza magnética, las cuales, se resumen en la ley de la fuerza de Lorentz. Fundamentalmente, las dos fuerzas magnética y eléctrica, son manifestaciones de una fuerza de intercambio que implica el intercambio de fotones. El enfoque cuántico de la fuerza electromagnética, se denomina electrodinámica cuántica o QED. La fuerza electromagnética es una fuerza de rango infinito que obedece a la ley de la inversa del cuadrado, y es de la misma forma que la fuerza de la gravedad.










La fuerza electromagnética mantiene unidos a los átomos y las moléculas. De hecho, las fuerzas de atracción y repulsión eléctrica de las cargas eléctricas son tan dominantes sobre las otras tres fuerzas fundamentales, que estas pueden ser consideradas como insignificantes en la determinación de la estructura atómica y molecular. Incluso los efectos magnéticos suelen ser evidentes sólo a altas resoluciones, y actúan como pequeñas correcciones.

Una de las cuatro fuerzas fundamentales, la interacción débil, implica el intercambio de los bosones vectoriales intermedios, el W y el Z. Puesto que la masa de estas partículas es del orden de 80 GeV, el principio de incertidumbre dicta un rango de unos 10-18 metros, que es aproximadamente el 0,1% del diámetro de un protón.

La interacción débil cambia el sabor de un quark en otro. Es crucial para la estructura del universo en que
1. El sol no quemaría sin ella, ya que la interacción débil causa la transmutación p -> n, para que pueda formarse deuterio y pueda tener lugar la fusión del deuterio.

2. Es necesario para la acumulación de núcleos pesados. interacciones débiles."

Fuerza débil
El papel de la fuerza débil en la transmutación de quarks: la interacción está implicada en muchos decaimientos de partículas nucleares, que requieren el cambio de sabor de un quark en otro. Fue en la desintegración radiactiva tal como el decaimiento beta, donde primero se reveló la existencia de la interacción débil. La interacción débil es el único proceso en el que un quark puede cambiarse en otro quark, o un leptón en otro leptón -los así llamados "cambios de sabores"-.
El descubrimiento de las partículas W y Z en 1983, fue aclamado como una confirmación de las teorías que conectan la fuerza débil con la fuerza electromagnética, en la unificación electrodébil.

La interacción débil actúa entre ambos, los quarks y los leptones, mientras que la fuerza fuerte no actúa entre leptones. "Los leptones no tienen color, por lo que no participan en las interacciones fuertes; los neutrinos no tienen carga, por lo que no experimentan fuerzas electromagnéticas, pero todos ellos participan en las interacciones débiles
Quarks
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