4. El marco teórico

4.4 TEORÍA CUÁNTICA DE CAMPOS
4.4.3 El vacío está lleno y los electrones vestidos...

    Para concluir esta brevísima introducción cualitativa a la teoría cuántica de campos, simplemente mencionaremos que hay complicaciones adicionales muy importantes y con consecuencias observables de las que no hemos dicho nada.

    Para empezar, cualquier partícula está emitiendo y absorbiendo continuamente partículas virtuales de diversos tipos; eso se debe tener en cuenta en los cálculos (lo que da no pocos dolores de cabeza con los infinitos que antes mencionamos brevemente) y se refleja en las medidas. Esto es lo que quiere decir que el electrón (o cualquier partícula) está “vestido” y es diferente de lo que sería “desnudo”.

   Y lo que aún es más raro, incluso el vacío está lleno de partículas virtuales que pueden surgir por las “fluctuaciones cuánticas” permitidas por las relaciones E – t de Heisenberg. Este hecho también tiene repercusiones experimentales en las que no vamos a entrar.

La estructura de un protón según el modelo estándar sería algo más complejo que tres quarks, uud, unidos por el intercambio de gluones (según la cromodinámica cuántica, que es la teoría cuántica de la interacción entre quarks y gluones, llamada de color, una de las cuatro fundamentales), tal como intenta sugerir la figura siguiente.

 

   Según lo que sabemos de teoría cuántica de campos, esos tres quarks están emitiendo y absorbiendo continuamente gluones, sí, pero además, “de la nada” (o mejor dicho de las fluctuaciones cuánticas de las que se habló en la sección anterior, 4.4.2) pueden surgir partículas virtuales y por tanto efímeras, pero que tienen efectos físicos que se pueden medir... Estas partículas virtuales deben crearse como parejas quark–antiquark para respetar, entre otras, la ley de conservación de la carga eléctrica: de la “nada”, que tiene carga cero, sólo pueden salir cosas con carga total nula como una pareja así.

    En la figura, las líneas onduladas representan algunos gluones y las bolitas verdes y azules, parejas q. Los llamados quarks de valencia se toman a menudo como el “contenido” exclusivo del protón, lo que no es el caso (aquí hay muchos más detalles)...

Figura 4.4.3
(artista desconocido)

   Para saber más se puede consultar, por ejemplo, el libro ya citado varias veces de Francisco José Ynduráin: Electrones, fotones y quarks. Editorial Crítica, Barcelona, 1999.