El model estàndard (II)

Consultar també: El model estàndard (I)

Segons el model estàndard, tal i com el fotó constitueix el mínim d’un camp electromagnètic, els camps de les forces nuclear forta i nuclear dèbil també posseeixen constituents mínims. Si evoquem en els conceptes, recordarem que la força nuclear forta és aquella que manté els quarks “lligats” dins dels protons i neutrons (que a la vegada també manté aquests en els nuclis atòmics), mentre que la nuclear dèbil intervé principalment en la desintegració radioactiva de la matèria. I si encara busquem més en el fons de la nostra memòria, se’ns vindrà al cap que, juntament amb la gravetat i la força electromagnètica, la nuclear forta i dèbil formen part de les denominades “quatre forces bàsiques o universals” (d’entre moltes altres possibles denominacions). És molt important dominar aquestes nocions bàsiques si es vol aprofundir en el més abstracte d’elles.

Partícules missatgeres

La teoria del model estàndard estableix que “tant per a la força nuclear dèbil com per a la forta, els causants d’establir tal atracció amb la matèria o tal acció són un conjunt de partícules missatgeres”. Això significa que, a diferència de com es creia/desconeixia anteriorment, les forces bàsiques es necessiten d’un constituents mínims per poder establir relacions amb altres forces. Als paquets mínims de la força nuclear forta dèbil se’ls ha denominat gluons (de la paraula anglesa “glue”, que significa “cola”, enganxar), mentre que als de la nuclear dèbil "bosons gauge". Tal i com fa amb la resta de partícules que engloba la teoria (ja esmentats en l’entrada Model estàndard (I)), el model estàndard ens orienta a pensar que aquestes partícules de força no posseeixen estructura interna, sinó que representen punts unidimensionals elementals, tal i com la resta de partícules.

Com funcionen aquestes partícules?

Tant el gluó com el bosó de gauge associat a la força nuclear dèbil funcionen de manera similar a com ho fa el fotó.

Entre dues partícules elèctriques s’hi pot donar una relació de repulsió o d’atracció. El fet què determina quina de les dues relacions s’estableix, depèn de les càrregues elèctriques que disposen les partícules en concret. Si les dues partícules presenten una càrrega igual, tal i com ho fan dos imants pel mateix pol, aquestes es repelen, en canvi, si la càrrega és oposada s’atreuen. Tot i que les conseqüències de l’electromagnetisme són ben apreciables a gran escala, el què fa el model estàndard és buscar en aquest el concepte més microscòpic del seu funcionament. La teoria de partícules interpreta que quan una partícula s’ha d’atreure amb una altra, les dues s’intercanvien fotons que contenen el missatge corresponent a “ajuntar-se”, en canvi, quan la càrrega de les dues partícules és la mateixa, i per tant es repelen, el missatge que transmeten els fotons és de “separar-se”.

Podem il·lustrar aquest intercanvi de partícules suposant un individu que dispara pilotes de goma contra un altre que procura mantenir-se en equilibri sobre una cadira. Al entrar en contacte amb la manada de pilotes, el més probable és que el individu de la cadira caigui al terra, i ben segur que després, aquest darrer, empipat, li tornaria a cops igual de forts totes les pilotes que li havia llençat. Doncs bé, aquesta analogia seria aplicable en el cas del intercanvi d’elements puntuals entre una partícula que s’ha d’atreure amb una altra o que s’ha de repelar. No obstant, fallaria el fet de que tot intercanvi de pilotes l’únic que aconseguirà és allunyar un individu d’un altre, i no pas atreure’ls. És a dir, el que els físics teòrics creuen és que el fotó (també el gluó i el bosó gauge) no fa que dues partícules s’atreguin o es repelin, sinó que més aviat “transmet” el missatge que esdevé en conseqüència, atorgant d’aquesta manera el qualificatiu de “missatgera” a tota aquella hipotètica partícula que, segons el model estàndard, constitueix alguna de les quatre forces. Així, el gluó, per exemple, a través del missatge “enganxar” aconsegueix, en nom de la força nuclear forta, que els quarks es mantinguin estables dins dels protons i neutrons, fet molt important ja que, si no fos així, tota la matèria coneguda es desintegraria en menys d’un segon.