¿De qué están hechos los átomos?
El núcleo está situado en el núcleo del átomo y está formado por dos tipos de partículas: protones y neutrones. Los protones están formados por dos quarks arriba y un quark abajo, y los neutrones están formados por dos quarks abajo y un quark arriba.
Los protones y neutrones están compuestos de quarks y neutrinos (los estudiantes de posgrado no cubrirán esto)
Los quarks (inglés: Quark, también traducido como "estratones") son partículas elementales y la materia unidad básica. Los quarks se combinan entre sí para formar una partícula compuesta llamada hadrón. Los hadrones más estables son los protones y los neutrones, que son los componentes básicos de los núcleos atómicos. Debido a un fenómeno llamado confinamiento de quarks, los quarks no se pueden observar ni separar directamente; los quarks sólo se pueden encontrar en los hadrones. Por esta razón, gran parte de lo que sabemos sobre los quarks proviene de observaciones de hadrones.
Todos los neutrones están formados por tres quarks, y los antineutrones están formados por tres antiquarks correspondientes, como los protones y los neutrones. Los protones están formados por dos quarks arriba y un quark abajo, y los neutrones están formados por dos quarks abajo y un quark arriba.
Sabemos que existen seis tipos de quarks, y los tipos de quarks se denominan "sabores". Están arriba, abajo, encantador, impar, abajo y arriba. Los quarks arriba y abajo tienen las masas más bajas de todos los quarks. Los quarks más pesados se convierten rápidamente en quarks superiores o inferiores mediante un proceso llamado desintegración de partículas. La desintegración de partículas es un proceso desde un estado de alta masa a un estado de baja masa. Es por esta razón que los quarks arriba y abajo son generalmente estables y, por lo tanto, muy comunes en el universo, mientras que los quarks extraños, encantadores, superiores e inferiores sólo pueden producirse mediante colisiones de partículas de alta energía (como los rayos cósmicos y los aceleradores de partículas). .
Los quarks tienen muchas propiedades intrínsecas diferentes, incluyendo carga, carga de color, espín y masa. En el modelo estándar, los quarks son las únicas partículas elementales que pueden sostener las cuatro interacciones fundamentales, a veces llamadas "fuerzas fundamentales" (electromagnetismo, gravedad, interacciones fuertes y débiles). Los quarks son también las únicas partículas conocidas con cargas fundamentales no enteras. Cada tipo de quark tiene una antipartícula correspondiente, llamada antiquark, que se diferencia de los quarks sólo en que algunas de sus propiedades son del mismo tamaño que los quarks pero tienen signos diferentes.
La teoría de cuerdas nos dice que el universo existe en quarks. Simplemente vivimos en el universo, hay quarks en nuestro mundo y existe el universo en los quarks. Nuestro universo también pertenece al nivel superior de los quarks, y los quarks pertenecen al nivel superior del universo. Personalmente creo que este universo se refiere al espacio, y el universo en el que vivimos es sólo una parte de él.
Durante los últimos 30 años de su vida, Einstein buscó una teoría de campo unificado, una teoría que pudiera describir todas las fuerzas de la naturaleza dentro de un marco matemático único, global y armonioso. La motivación de Einstein para hacer esto no es lo que normalmente consideramos estrechamente relacionado con la investigación científica, como explicar tal o cual fenómeno conocido o datos experimentales.
De hecho, lo que lo impulsa es la creencia en la belleza inherente de las leyes fundamentales de la naturaleza: que la comprensión más profunda del universo revelará sus secretos más verdaderos, que son la simplicidad y el poder de los principios sobre los que se basa. depende. Einstein aspiraba a revelar los misterios de las actividades del universo con una claridad sin precedentes, y la conmovedora belleza y elegancia de la naturaleza revelada hará que todo aquel que la conozca por primera vez sienta el asombro, la sorpresa y la alegría más impactantes de sus vidas.
La teoría de cuerdas o teoría de supercuerdas es uno de los muchos términos científicos nuevos, como cuántico y quark. Se ha incluido en diccionarios populares, pero rara vez se explica con claridad. Incluso aquellos que asistieron a la conferencia le dirán que la teoría de supercuerdas, como muchos campos emergentes de investigación científica, involucra muchos campos matemáticos altamente sofisticados y no es fácil de comprender.
¿Qué es exactamente la teoría de supercuerdas? En pocas palabras, podemos definir la teoría de supercuerdas de la siguiente manera: (1) la teoría de supercuerdas es la teoría más prometedora para unificar las partículas básicas y las cuatro fuerzas que interactúan en la naturaleza; (2) la teoría de supercuerdas cree que la cuerda es la unidad más básica de la materia; las partículas elementales como electrones, fotones, neutrinos y quarks son estados excitados de diferentes vibraciones de cuerdas (3) La teoría de supercuerdas es la primera vez que combina las dos teorías básicas del siglo XX (la relatividad general y la mecánica cuántica) en una; marco matemáticamente contraproducente (4) la teoría de supercuerdas puede resolver algunos enigmas que han desconcertado a los físicos durante un siglo, como la naturaleza de los agujeros negros y el origen del universo. (5) La confirmación experimental de la teoría de las supercuerdas cambiará fundamentalmente la comprensión que tiene la gente de la estructura material, el espacio y el tiempo.
En primer lugar, encontramos que la teoría de cuerdas sí tiene algunos elementos de ciencia ficción a la hora de describir las actividades de la naturaleza. Por ejemplo, el mundo descrito por la teoría de cuerdas no es el espacio tridimensional y el tiempo unidimensional que vemos a simple vista. Una explicación razonable es que esas dimensiones espaciales adicionales no se observan porque son muy pequeñas. La naturaleza de alta dimensión de la teoría de cuerdas no es difícil de entender. (Ver Cuerdas Cósmicas P. 180-181).
Hay muchas dimensiones adicionales diminutas en la teoría de cuerdas, por lo que el mundo microscópico no es tan simple como el mundo que generalmente sentimos. A escala macroscópica, la teoría de cuerdas también puede utilizarse para explicar el comienzo del Big Bang y el comportamiento interno de los agujeros negros, problemas en los que fracasaron las teorías físicas anteriores, incluida la teoría general de la relatividad de Einstein. La teoría de cuerdas que se está desarrollando ahora es una teoría cuántica sobre el tiempo y el espacio, por lo que la teoría parece extraña.
Un punto básico de la teoría de cuerdas es que las unidades básicas de la naturaleza no son partículas como electrones, fotones, neutrinos, quarks, etc. Estas aparentemente partículas son en realidad círculos cerrados de pequeñas cuerdas (llamadas cuerdas cerradas o cuerdas cerradas). Las diferentes vibraciones y movimientos de las cuerdas cerradas dan lugar a estas diferentes partículas elementales. Por lo tanto, la teoría de cuerdas puede capturar los infinitos cambios y la complejidad del universo a partir de algunas unidades muy básicas y simples. En la teoría de cuerdas, uno puede obtener naturalmente simetría de calibre, supersimetría y gravedad, y estos principios se imponen en el modelo estándar original o entran en conflicto con la teoría cuántica. En la teoría de cuerdas, todos ellos son armoniosos y unificados, se necesitan unos a otros y tienen sus propias características.