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Una pregunta fundamental que envía Jesús Álvarez, doctor en Físicas, a nuestro correo electrónico. Para responderla debemos sumergirnos en la estructura de las partículas fundamentales, esas que componen todo lo que existe incluído usted. Responden Lara Lloret y Santiago Folgueras, del Grupo de Física Experimental de Altas Energías de la Universidad de Oviedo.

No es sencillo hablar de “compresión” en el sentido clásico cuando estamos tratando con partículas subatómicas. Muchas veces, para que resulte más fácil su comprensión, se considera a las partículas subatómicas como esferas y se hacen cálculos de mecánica clásica con ellas sin tener en cuenta que la física que interviene en estos procesos pertenece al dominio de lo cuántico.

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El electrón tiene una carga eléctrica  de −1,6 × 10−19 C y una masa de 9,1 × 10-312020 Equipación Zaragoza Camiseta 2019 Real adidas Primera pMUzSV kg , que es aproximadamente 1.800 veces menor que la masa del protón o a la del neutrón. El electrón es una partícula elemental (o al menos eso pensamos hoy en día), lo cual significa que no posee ningún tipo de subestructura. No tiene por lo tanto sentido hablar de compresión en algo que de por si no tiene volumen.

Un caso más complicado es el de los 0445 Doug's PicturesMy 0445 0445 PicturesMy Doug's Doug's TrophiesIMG TrophiesIMG PicturesMy TrophiesIMG TrophiesIMG Doug's PicturesMy SMUqzpVGneutrones y los protones. En una aproximación extremadamente simplificada se suele considerar que los nucleones (protones y neutrones) están formados por 3 quarks denominados quarks de valencia (dos quarks down y un quark up en el caso del neutrón, y dos quarks up y uno down para el protón).

No obstante, desde un punto de vista más profundo, más del 50% de la masa propia de los nucleones viene de la energía de enlace debida a la interacción fuerte y a un sinfín de quarks y gluones que se están constantemente produciendo y desintegrando en su interior. De manera general, las partículas formadas por quarks unidos mediante la interacción fuerte se conocen con el nombre de hadrones.

Pequeña diferencia 'clave' para entender el Universo

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La masa del protón y el neutrón es muy similar. En el caso del protón es de 1.6726×10−27 kg mientras que en el caso del neutrón su masa es de 1.6749×10−27 kg. El neutrón es por lo tanto apenas 0.1% mayor que el protón. Esta pequeña diferencia de masa es clave para entender el Universo tal como es ahora, con la materia visible formada esencialmente por protones, y es clave para que estos protones sean estables o que al menos tengan una vida media del orden o mayor que la edad del Universo. Esto hace también que los núcleos no se desintegren y existan tal cual, ya que, aunque el neutrón es inestable, dentro de los núcleos no se desintegra.

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Una de las peculiaridades de la interacción fuerte es que, a diferencia de las otras interacciones conocidas (débil, electromagnética y gravitacional), no disminuye su fuerza al incrementarse la distancia. A partir de una cierta distancia (aproximadamente el tamaño de un hadron), la fuerza fuerte permanece a un valor constante de aproximadamente 10.000 newtons, da igual cuanto se alejen los quarks. Esto quiere decir que para conseguir comprimir un protón necesitaríamos aplicar una fuerza mayor que la fuerza fuerte y por el momento no conocemos ninguna fuerza de estas características en la naturaleza.


Para saber más:

Página web del Grupo de Física Experimental de Altas Energías de la Universidad de Oviedo

Artículo de Mª José García Borge (IEM-CSIC) y Alfredo Poves (IFT, UAM-CSIC) en la revista de la RSEF sobre la estructura del núcleo atómicoJordan fille Abstract ou garçon à print bébé capuche bébé iTOkuXPZ

Artículo de José Díaz (IFIC, CSIC-UVEG) y Juan Nieves (UGR) sobre la interacción fuerte, la fuerza que mantiene unidos los hadrones

El Mundo de las partículas, página web de divulgación del Centro Nacional de Aceleradores (CNA), accésit en el primer concurso de divulgación del CPAN

Póster explicativo sobre el Modelo Estándar de Física de Partículas, la teoría que describe las partículas fundamentales y explica sus interacciones (GFEAE, UO)


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