Definición de fuerzas nucleares débiles

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La interacción débil, en ocasiones también denominada fuerza débil o también fuerza nuclear débil, es una fuerza fundamental de la naturaleza para algunas formas de radiactividad. Por tanto, se puede considerar a esta fuerza como responsable de los fenómenos naturales de desintegración radiactiva.

La fuerza débil es una de las cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan a toda la materia del Universo. También están la denominada fuerza fuerte, la de gravedad y el electromagnetismo. Mientras que las otras fuerzas mantienen unidas las “cosas”, la fuerza débil juega un papel importante en la separación de las cosas o su descomposición.

La fuerza débil es más fuerte que la gravedad, pero solo es efectiva a cortas distancias. Actúa a nivel subatómico y juega un papel fundamental en la formación de estrellas y en la consecuente formación de elementos. También se la considera responsable de gran parte de la radiación natural que está presente en el universo.

Fue en 1933 cuando Enrico Fermi teorizó la desintegración beta de las partículas, que es un proceso por el cual el neutrón de un núcleo atómico se convierte en un protón, de manera que se expulsa un electrón. La responsable de este proceso era la interacción débil, ya que gracias a ella el neutrón se transforma en un protón y el electrón en un neutrino.

Originalmente se pensó que para que esto tuviera lugar la distancia debería ser mínima e incluso cero; es decir, ambas partículas debían tocarse. Posteriormente, se ha descubierto que es una fuerza de tipo atractiva que trabaja en rangos extremadamente cortos del 0,1 por ciento del diámetro de un protón.

Las partículas más grandes del núcleo son los protones y neutrones, pero se sabe que están constituidos por paquetes de tres quarks. Los quarks son partículas elementales que no se pueden dividir en partes más pequeñas y que a su vez se conocen como los componentes básicos del universo.

Además de los quarks se conocen otros tipos de partículas elementales como son el bosón y el gluon. Los fotones son un tipo de bosón y los gluones son otro. A su vez, los gluones son las partículas encargadas de transportar la fuerza fuerte; la fuerza electromagnética es transportada por los fotones. Se supone que el gravitón sería la partícula encargada de transportar la fuerza de la gravedad, pero aún no se ha comprobado la existencia de esta partícula.

Bosones W y Z

La fuerza débil se transporta mediante los tipos de bosones W y Z. Mientras que el bosón Z es eléctricamente neutro y es su propia antipartícula, los bosones W están cargados eléctricamente y, dependiendo del carácter de su carga, se indicarán con un signo más o menos. W+ para los que están cargados positivamente y W para los que están cargados negativamente.

El bosón W cambia la composición de las partículas. Al emitir un bosón W cargado eléctricamente, la fuerza débil cambia el sentido de un quark, lo que hace que un protón se convierta en un neutrón, o viceversa. Esto es lo que desencadena la fusión nuclear y hace que las estrellas lleguen a la combustión, según el CERN. La combustión crea elementos más pesados, que eventualmente son arrojados al espacio en explosiones de supernovas para convertirse en los bloques de construcción de los planetas, junto con las plantas, las personas y todo lo demás en la Tierra.

Fuentes

Weak interaction | Definition & Facts. (2021). Recuperado el 31 de mayo de 2021 de https://www.britannica.com/science/weak-force

What Is the Weak Force? (2021). Recuperado el 31 de mayo de 2021 de https://www.livescience.com/49254-weak-force.html

 

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Laura Benítez (MEd)
(Licenciada en Química. Master en Educación) - AUTORA. Profesora de Química (Educación Secundaria). Redactora científica.

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