miércoles, 14 de septiembre de 2016

En lo que refiere a la unificación de fuerzas se hizo en la época de Newton, y surge la primera unificación de Fuerza la Gravitación Universal. Todavía en la antigüedad se creía que solo tres fuerzas habían; la fuerza de la gravitación, la fuerza de electricidad, la fuerza del magnetismo.







Isaac Newton (1643-1727) en su obra “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” estableció las tres leyes de Newton del movimiento, basándose en la relatividad de Galileo, estableciendo así la base de la mecánica clásica, así como la ley de Gravitación Universal. Con las leyes de Newton y la ley de la Gravitación Universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler.









La Fuerza Gravitacional 
Es la fuerza de atracción mutua que existe entre todas las masas. Sea encontrado la fuerza gravitacional cuando se describió el peso de un objeto, esta es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales. 
La energía potencial gravitacional de un objeto se define con respecto a un nivel arbitrario cero, la cual a menudo es la superficie de la Tierra.
  





James Clerk Maxwell (1831-1879) unificó todo el conocimiento sobre electricidad, magnetismo y óptica realizado en el pasado por Ampere, Coulomb, Faraday, Gauss y otros, con sus cuatro ecuaciones de Maxwell en 1864. Estas ecuaciones describen todos los fenómenos electromagnéticos, unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto: el campo electromagnético.

La Fuerza Electromagnética                                                                  Es una atracción o repulsión entre dos partículas cargadas que están en movimiento relativo.  

La fuerza que ocasiona que un peine de plástico atraiga pedacitos de papel, y la fuerza que un imán ejerce sobre un núcleo de hierro son ejemplos de fuerzas electromagnéticas. Todas las fuerzas en nuestro mundo macroscópico (aparte de la fuerza gravitacional) son manifestaciones de la fuerza electromagnética cuando se analizan de cerca. Por ejemplo, las fuerzas de fricción, de contacto, de tensión, y las fuerzas en resortes estirados u otros cuerpos deformados son esencialmente la consecuencia de fuerzas electromagnéticas entre partículas cargadas a una distancia muy corta. 

Es entonces que en el año 1860, se pensó que solo había dos fuerzas.Hasta que el siglo XX de se dio un conocimiento de la estructura microscópica de la materia y se identificó como la interacción débil y la interacción fuerte. 

La mecánica cuántica se inició con Max Planck (1858-1947), y recibió contribuciones importantes de: De Broglie, Schrödinger, Heisenberg, Bohr, etc. La mecánica cuántica explica los fenómenos de lo muy pequeño (átomos y partículas subatómicas), siempre que su velocidad no se acerque a la de la luz. 
La mecánica cuántica descubrió que además de las dos fuerzas o interacciones fundamentales conocidas, (electromagnetismo y gravedad), existían otras dos más: interacciones nucleares fuerte y débil.
Fuerza Nuclear Fuerte (David Politzer-David Gross)

Es la responsable de la estabilidad en núcleo atómico. Esta fuerza representa la “ligadura” que mantiene unidos a los elementos constitutivos nucleares (llamados nucleones). Es la más fuerte de todas las fuerzas fundamentales. La fuerza nuclear fuerte es uno o dos órdenes e magnitud más fuertes que la fuerza electromagnética. Sin embargo, la fuerza nuclear fuerte disminuye rápido a medida que aumenta la separación y es despreciable para separaciones mayores  10-14 m aproximadamente. 


Fuerza Nuclear Débil                                                                                                                 Es una fuerza nuclear de corto alcance que tiende a establecer la estabilidad en ciertos núcleos. La mayoría de las reacciones de decaimiento radioactivas se producen por la fuerza nuclear débil. La Fuerza nuclear débil es aproximadamente doce órdenes de magnitud más débil de la fuerza eléctrica.  

Dado esto se concluyo que en lugar de dos fuerzas, habían aparecido cuatro:                            La Gravitatoria, la Electromagnética, la débil y la fuerte.
Datos que no duraron mucho tiempo porque en 1979, la teoría de Weinberg-Salam (ganadores de premio Nobel por unificación electro-débil) demostró basado en experimentos que la electromagnética y la débil son solo una fuerza. Esta teoría fue confirmada en forma experimental en 1984. Por lo tanto, solo quedaron reconocidas tres fuerzas; la gravitatoria, la electro-débil y la fuerte. Claro que son teoría que tenemos hoy en día por que se han podido demostrar en base de experimentos. 


Fuerza electro-débil                                                                                                                             Unifica la interacción débil y el electromagnetismo esta fuerza es la responsable de fenómenos naturales como la desintegración radioactiva- alfa, beta. 

En investigaciones diversas cientificos argumentan con algunas teorías que la fuerza fuerte es la misma que la electro-débil, esto sin poder demostrarlo con experimentos. Hasta que se logre demostrar esta hipótesis se lograría una nueva unificación que los físicos llamarían las Gran Unificación y solo quedarían dos fuerzas; la gravitatoria y la electro-magneto-fuerte-débil, sería mejor tener un nombre más simplificado en dado que surgiera la unificación.





Fuentes de información:
Física Tomo I Tercera Edición Revisada (Segunda edición en español) Raymond A. Serway
Física General Tercera edición Frederick J. Bueche


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