Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Program 1999
Electrones, neutrinos y quarks
Resumen de la conferencia por:

Francisco José Ynduráin Muñoz
Doctor en Ciencias Físicas. Licenciado en Ciencias Exactas. Catedrático de Física Teórica en la Universidad Autónoma de Madrid. Miembro del Comité de Física de Alta Energía de la Sociedad Europea de Física. Miembro del Comité de Política Científica del CERN. Académico de Número de la Real Academia de Ciencias
 
texto completo publicado de la conferencia (pdf - 2.64 mb.)

resumen

Toda la materia del universo está formada por agregados de tres tipos de partículas elementales: electrones, neutrinos y quarks, o por los quanta de radiación de los campos correspondientes a las fuerzas que actúan en ellas (interacciones electromagnéticas, débiles, fuertes y gravitatorias). En la conferencia se discute la historia del descubrimiento experimental de estos entes, y las propiedades tanto de las partículas como de las fuerzas: comenzando por el descubrimiento del electrón por Thomson, hace algo más de cien años, pasando por el de los neutrinos, primero postulados por Pauli y luego detectados experimentalmente por Reines y Coran, y que hoy se manipulan con relativa facilidad. Se discutirán después los quarks que aparecieron en la física como una hipótesis simplificadora en la clasificación de las partículas elementales para, a partir de 1973, con el descubrimiento de la propiedad llamada de "libertad asintótica", formularse una teoría dinámica completa de quarks y gluones, ampliamente validada por los experimentos realizados en las dos últimas décadas.

Finalmente, se considerarán las interacciones débiles, descubiertas en la radioactividad natural por Becquerel y los Curie a final del siglo pasado y cuyo estudio experimental y elaboración teórica culminaron con el descubrimiento de la las partículas W y Z en los años ochenta. Descubrimiento que confirmó espectacularmente una de las teorías más extrañas de la física: la ruptura espontánea de la simetría y la unificación parcial de interacciones débiles y del electromagnetismo.

Como muestra de la impresionante precisión a la que se ha llegado en nuestra comprensión de los electrones, neutrinos y quarks, y de sus interacciones, se hace un breve repaso de comparación de cálculos teóricos y resultados experimentales, cuyo acuerdo llega a veces hasta las catorce cifras experimentales. Se mencionarán también algunos de los puntos oscuros: en especial los mecanismos de generación de masas de las partículas y la falta de integración de la teoría de la gravitación a nivel microscópico.

Se pasará después a describir las perspectivas actuales. En particular, se discutirá la relación entre el descubrimiento de partículas y el desarrollo de aceleradores cada vez mayores para explorar distancias ínfimas, y la posibilidad de ir más allá de los 14 000 000 millones de electronvoltios del acelerador LHC, actualmente en construcción con la posibilidad de explorar si, sí o no, electrones, neutrinos y quarks tienen estructura interna. Además se hablará de la relación con especulaciones teóricas más recientes, y las posibilidades de ir más allá en nuestra comprensión de la relación del microcosmos con problemas cosmológicos tales como creación de materia en el "big bang"