¿Qué es la teoría del campo unificado?

La teoría de campo unificado es una teoría de campos que trata, mediante principios comunes, dos teorías de campo previamente consideradas diferentes. Y una teoría de campos es aquella que explica que las fuerzas entre los objetos pueden describirse como efecto de un campo, de manera que si un fenómeno ocurre en un punto y no en otro es porque la intensidad de dicho campo en ese punto lo permite.

Veamos un poco de historia:

A mediados del siglo XIX se conocían cuatro fenómenos que eran capaces de hacerse notar a través del vacío.

  • gravitación
  • luz
  • atracción y repulsión eléctricas
  • atracción y repulsión magnéticas

Se consideraban fenómenos totalmente independientes, hasta que entre 1864 y 1873 el físico teórico escocés J. Clerck Maxwell analizó tanto los fenómenos eléctricos y magnéticos y encontró ciertas relaciones básicas entre ellos —plasmados en las ecuaciones de Maxwell— demostrando que unos dependían de los otros. Entonces se pudo hablar de un campo electromagnético que influía sobre los cuerpos de acuerdo a la intensidad de ese campo en ese punto en concreto.

Demostró también que haciendo oscilar de manera regular ese campo se originaba una radiación que se alejaba de la fuente de oscilación a la velocidad de la luz en todas direcciones. Y la luz, propiamente dicha, era una de esas radiaciones electromagnéticas. Maxwell predijo la existencia de otras formas de luz, con longitudes de onda mucho más grandes y mucho más pequeñas que las de la luz visible, que fueron descubiertas a lo largo de los veinte años siguientes, hasta que actualmente hablamos de todo un espectro electromagnético.

Así los tres fenómenos quedaron unificados bajo una misma teoría, bajo un mismo campo: el electromagnético. Pero aún quedaba por integrar la gravedad. Y aunque se descubrieron ecuaciones que combinaban los efectos electromagnéticos y los gravitatorios, no lograban proporcionar del todo un campo auténticamente unificado de modo que la existencia de unos pudieran utilizarse para justificas la existencia de los otros. El propio Einstein utilizó su teoría de la relativida general para tratar de dar con ella, pero sin éxito.

La cosa se complica a partir de 1935, cuando se descubrieron dos nuevos tipos de campo que afectan a las partículas subatómicas y, además, a una distancia inferior al diámetro de un núcleo atómico. Son la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil.

Un auténtico campo unificado debería explicar estos cuatro campos que se conocen en la actualidad. Éstos son (ordenados del más fuerte al más débil):

  • fuerza nuclear fuerte: la responsable de la unión de los quarks para formar neutrones y protones, y de la unión de estos para formar el núcleo atómico.
  • fuerza nuclear débil: la responsable de la radioactividad y de la interacción repulsiva de corto alcance que actúa sobre los electrones, neutrinos y los quarks.
  • fuerza electromagnética: la que actúa sobre las partículas cargadas eléctricamente.
  • fuerza gravitacional: la fuerza atractiva de largo alcance que actúa sobre todas las partículas con masa.

La función fundamental de la teoría unificada de campos es demostrar con una teoría común que las cuatro fuerzas fundamentales, al igual que la materia, son simplemente diferentes manifestaciones de un único campo fundamental.

 

 

Nota sabionda: Según la dualidad onda-corpúsculo de la mecánica cuántica, los campos pueden describirse en términos de intercambio de partículas que transfieren el momento y la energía entre los objetos. Así la interacción o fuerza nuclear fuerte se debe al intercambio de gluones, la interacción o fuerza nuclear débil es debida a los bosones W y Z, la interacción o fuerza electromagnética se bede al intercambio de fotones y la fuerza gravitacional al intercambio de gravitrones, partícula teórica que aún no ha podido ser comprobada experimentalmente.

Nota sabionda: Los físicos teóricos han sido incapaces hasta ahora de formular una teoría consistente que combine la relatividad general y la mecánica cuántica, que se han mostrado incompatibles. Así que, en años recientes, la búsqueda de una teoría de campo unificada se ha centrado en las teoría de cuerdas y posteriormente en la de supercuerdas y en la teoría M.

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19 comentarios

  1. ¿Tiene algo que ver con lo de que el batir de las alas de una mariposa acaba produciendo un huracán en las antípodas?

    Si no es así, disculpas por meter la pata. Pero si es así, ¿porqué ese ejemplo tan aparentemente anárquico y fatalista? ¿cómo explican dicho ejemplo?

  2. Creo que lo del efecto mariposa no se refiere a la teoría unificadora sino que se refiere a que todo acto por pequeño que sea puede tener una consecuencia en el futuro aparentemente independiente de la causa como ocurre en “Los crímenes de Oxford” o en “El efecto mariposa”.

    ¿Las teorías de las cuerdas, supercuerdas o M son esas que dicen que hay mas de 3 dimensiones espaciales pero que solo son visibles a una escala que no podemos llegar a medir nunca? ¿Se podría hacer ciencia de algo que no se puede comprobar experimentalmente?

  3. a Arturo Espada
    Eso es la Teoría del Caos, que trata del comportamiento impredecible o caótico de algunos sistemas dinámicos. En estos, cualquier factor, por insignificante que sea, puede influir en el sistema y modificar el sesultado o el comportamiento de las demás variables.
    La frase del batir de las alas de una mariposa y el huracán es una hipérbole, una exageración intencionada que pretende mostrar que todo está relacionado y que todo influye en todo.

  4. Pingback: meneame.net
  5. que son los quarks?

  6. a Kideus
    Así es. Corto-pego de la wikipedia: “Aunque el universo físico observable tiene tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal, nada prohíbe a una teoría describir un universo con más de cuatro dimensiones, especialmente si existe un mecanismo de “inobservabilidad aparente” de las dimensiones adicionales. Ése es el caso de las teoría de cuerdas y la teoría de supercuerdas que postulan dimensiones adicionales compactificadas y que sólo serían observables en fenómenos físicos que involucran altísimas energías. En el caso de la teoría de supercuerdas, la consistencia de la propia teoría requiere un espacio-tiempo de 10, 11 o 26 dimensiones. El conflicto entre la observación y la teoría se resuelve compactando las dimensiones que no se pueden observar en el rango de energías habituales.”

  7. Lo de la Teoria de cuerdas es lo que se refleja en la serie televisiva de ficción “Sliders” (“Salto al infinito” en España), no? Donde los protagonistas van saltando a diversos universos paralelos en los que puede haber un mínimo cambio respecto a su universo original o por el contrario haber cambiado todo…

  8. mi pregunta es la sigt donde va a paral la energia residual del universo
    podria ir a orto universo paralelo y de ese universo paralelo pasar a otro y asi susesiva mente hasta el infinito y si fuera esa energia residuar la k greara la fuersa de grabedad mima,o tambien greara un puente dimensional entre un universo y otro,y k ese punte existira como algo comun en el universo y solo uvira
    k des cubril la resonancia de la cuerda de dicho universo.
    por favor si tiene algun comentario k compartil o algun consejo k darme por favol
    escrivilme a my correo estruendo55@hotmail.com ………grasias

  9. bueno apenas soy nuevo en esto y me gustaria saber mas hacerca de esta facinante teoria asi es ke si alguin me puede decir bibliografias de libros que venga mas informacion sobre esto me gustaria aprender mas de esta teoria

  10. para janick.los se consiguen con su titulo en amazon.uno de ello es: el experimento filadelfia. y un autor astronomo y cientifico llamdo jessup.el habla de los campos magneticos y las varias dimenciones y habla del efecto (se quedo pegado en melaza), otro es carl allen.

  11. perdon por la respuesta iris pero ya se me avia olvidado pero gracias

  12. amigo janick como estas si quieres saber mas de mi investigacion escribeme
    a mi correo, por k seguido investigando sobre el tema

  13. para janick se ha bla tanto del 2012 y si es cierto una rela cion del cosmos,la rotacion de los planetas al radedor del sol y el orden del cosmo en si. y con ello aplicamos la teoria de campo unificado. es como cuando conectas dos cables de eletricidad y ocacionas un corto circuito. iris

  14. “La función fundamental de la teoría unificada de campos es demostrar con una teoría común que las cuatro fuerzas fundamentales, al igual que la materia, son simplemente diferentes manifestaciones de un único campo fundamental.”

    me recuerda mucho a lo que sucede con los CUÁSARES , que es una unica fuente de energia electromagnetica que segun su perspectiva/manifestaciones son denominados con distintos nombres , pero siempre en realidad se esta hablando de un unico campo de fuerza fundamental que es el electromagnetico
    muyyy pero muy interesante articulo ,me sirvio mucho la info , sacar conclusiones analizarlas que hay mas lindo que eso?

  15. -PORQUE EXISTE LA PROLONGACION DEL SER?¿ Y
    QUE ES EL UNIVERSO EN ONTOLOGIA?¿……

  16. la energia residual como todo es conocido es absorbida por los agujeros negros
    pasando atravez de estos a un universo diumencionalmente paralelo alimentandose unos atravez de otros

  17. los fundamentos de la mecánica cuántica solo son posibles de un modo riguroso desde el punto de vista de la relatividad generalizada, solo de esa manera se podrán unificar relatividad general con mecánica cuántica,intentando reducir el campo electromagnético a un elemento geométrico de una variedad riemaniana análoga a la variedad fundamental de la relatividad general, siguiendo los intentos de einstein al extender la gravitación a la luz con la teoría del foton y del campo no simétrico, por eso es que todavía no se logro unificar las dos teorías.

  18. sobre el aleteo de una mariposa, creo que si tiene que ver, si lo miramos desde la teoría unificada… creo que podemos decir que la energía producida en uno de los campos producirá cierto impacto en el resto de los campos ya que para que esa energía libre se mueva, va a ir variando en cada campo su comportamiento y causando distintos niveles porque creo que no puede existir en un solo campo, ya que siempre estaría en movimiento, pero si nos vamos mas lejos y planteamos desde el momento cero que la energia estuvo quieta en un punto hasta que empezó a moverse… BANG!!! nació el Big Bang. La pregunta que me hago: de donde nace la energía ( o como quieran llamarle ) ?

  19. En la tríada ELECTRICIDAD, GRAVEDAD y MAGNETISMO, sabemos del Electromagnetismo, la unión de la Electricidd y el Magnetismo; pero desconocemos la interacción Electro-Gravitatoria y Magneto-Gravitatoria.
    Actualmente estoy trabajando con un fenómeno estudiado por Townsend Browk para la detecciónde fenómenos escalares en dieléctricos masivos. Ahora estoy desarrollando un magnetómetro toroidal que analiza fluctuaciones dentro de un núcleo cerrado.
    Ambos instrumentos (Pomposamente lamados PETRA y OUROBOROS) van a trabajar en conjunto para ver si en fenómenos de muy alta energía (Sismos, Volcanes, etc) hay ondas escalares que existirían en la teoría de Biefeld y que la ciencia ortodoxa ve con excepticismo.
    Es la ventaja de no tener compromisos económicos ni académicos.

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