Fuerza nuclear débil.
Todo lo que sucede en
el Universo es debido a la actuación de una o varias fuerzas que se diferencian
unas de otras porque cada una implica el intercambio de un tipo diferente de
partícula, denominada partícula de intercambio o intermediaria. Sepúlveda
(2016) indica
que todas las partículas de intercambio son bosones, mientras que las
partículas origen de la interacción son fermiones.
Tal como su nombre lo
indica, la fuerza nuclear débil o "interacción débil" es una fuerza
débil si se compara con las tres analizadas anteriormente. Pereyra (2017)
indica que su nombre se debe a que es 10
veces menos intensas que la interacción fuerte, a pesar que a distancias
muy pequeñas es mucho mayor que la gravitacional. Junto con la interacción
electromagnética, ésta interacción fue la primera en ser unificada; mediante la
llamada teoría electro-débil, pero igualmente, cumple funciones muy importantes
en el planeta y universo en general. Tal y como lo indica Jameson (2013), esta
fuerza actúa a nivel de los núcleos atómicos y es la que permite la fusión de,
por ejemplo, el hidrógeno, que es lo que nos permite no solo disfrutar de la
luz del Sol, sino concebir la existencia misma tal como lo hacemos, siendo verdaderamente
fundamental.
Según cita Roman (s.f) la fuerza nuclear débil actúa
entre partículas elementales y es responsable de algunas reacciones nucleares.
Por ejemplo, en la desintegración radiactiva de los núcleos provoca su escisión
en varios fragmentos; la fuerza nuclear débil causa una desintegración
radiactiva particular que se denomina desintegración beta, además la fuerza
nuclear débil es importante en el control de la velocidad de reacción de
algunas reacciones nucleares que ocurren en estrellas como el sol. La vida
media del sol está determinada por las características de esta fuerza y que
hace posible la producción de energía y luz del Sol y las estrellas.
Para comprender mejor como funcionar la fuerza nuclear débil es
necesario tener los siguientes conceptos claros:
- Los núcleos atómicos están hechos de protones y neutrones
- Los protones están constituidos por tres quarks
- Los neutrones están constituidos por tres quarks
Para que la luz que emite el Sol sea posible, el protón debe convertirse
en neutrón. Esto ocurre muchísimas ocasiones cada segundo en este maravilloso
astro y de esta forma asegurar la vida en el planeta Tierra.
Dado que un protón tiene carga eléctrica positiva y se compone de 2
quarks de tipo U y 1 quark de tipo D el neutrón es una partícula sin carga y se
compone de 1 quark de tipo U y 2 quarks de tipo D, con el solo hecho de
intercambiar un quark tipo U a uno tipo D, el protón se convierte en neutrón,
emitiendo una radiación.
De acuerdo con Torres (2007) dicho intercambio
provoca que salgan otras dos partículas: un anti-electrón y un neutrino. Este mismo proceso es el responsable del decaimiento
radiactivo de algunos núcleos
atómicos. Cuando un neutrón
se convierte en un protón en el decaimiento radiactivo de un núcleo, aparece un
electrón y un neutrino.
Esta fuerza la
encontramos en los llamados fenómenos radiactivos de tipo beta, que no son otra
cosa que desintegraciones de partículas y núcleos atómicos. El fenómeno
descrito antes en donde el protón se transformará en un neutrón, se está dando
continuamente en el interior de estrellas como el Sol, y Casas (2012) indica
que es de esperar que se pueda reproducir algún día cercano para obtener
energía barata y limpia mediante fusión nuclear. Indica además que también
podemos observarlo en otro conocido fenómeno, la degradación del Carbono 14,
famoso por su utilización en la datación de fósiles. Se puede averiguar la
fecha de un fósil gracias a la fuerza débil.
En cada fuerza
fundamental intervienen partículas denominadas bosones, estas partículas actúan
como partículas portadoras o como canal para que dicha fuerza puede
existir. Tal y como lo indica Sears et al (2005)
el físico alemán Werner Heisenberg propuso en 1932 una teoría que sugería que
todas las interacciones entre la materia eran debidas a la transferencia de
ciertas partículas llamadas partículas de intercambio. En el caso de la
atracción y repulsión electromagnética dicha partícula sería el fotón; para la
fuerza gravitatoria el gravitón; para la interacción fuerte los mesones y para
la interacción débil las partículas W y Z.
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