7.Recapitulación: El Modelo Estándar
7.2 INTERACCIONES

   Los campos cuánticos responsables de las interacciones y sus correspondientes cuantos (con spin 1 salvo el hipotético gravitón, que tendría spin 2) son:

   Del mecanismo de actuación de estas interacciones ya hablamos en las secciones 4.4.2 y 4.4.3 aunque, como se puede imaginar, de forma muy superficial.

   Tomemos, por ejemplo, la cromodinámica cuántica, QCD, la teoría de la interacción de color entre quarks y gluones. Lo que vimos en las secciones antes citadas no es sino una pequeña parte de la historia.

   El “atributo” de quarks y gluones que hace que estos interaccionen se llama carga de color, pero es más complicada que la carga eléctrica: cada quark puede tener uno de estos tres colores: rojo, verde o azul (y los antiquarks antirrojo, antiverde o antiazul). Cada gluón tiene uno de los tres colores y uno de los tres anticolores (así un gluón puede ser rojo–antiverde, por ejemplo; sólo hay ocho combinaciones independientes de las nueve posibles). La mayor complicación de la QCD viene, sin embargo, de que los gluones tienen carga de color, a diferencia de los fotones, que no tienen carga eléctrica. (¡Por supuesto, los quarks no tienen color en el sentido corriente del término!)

   El hecho conocido de que los quarks se agrupan para formar otras partículas, llamadas hadrones, sólo en combinaciones de dos quarks (mesones) o tres quarks (bariones) se traduce en la exigencia de que las combinaciones de quarks sean “incoloras” (por analogía con la mezcla de luces de colores en las que rojo + verde + azul = blanco).

   Eso sólo puede suceder en grupos de tres si hay un quark de cada color, así, el protón puede ser uud y el antiprotón igual, cambiando quarks por antiquarks y sus colores por anticolores. La partícula sería sss, etc. A los anticolores se les llama también colores complementarios (antiverde = magenta) pues verde + magenta = blanco, etc.

   En grupos de dos quarks, hace falta un color y su anticolor para una combinación incolora, así un kaón negativo K (s)   puede tener un quark rojo y el otro antirrojo (cyan), etc.

   El intercambio de gluones mantiene unidos a los quarks en grupos de dos o tres formando hadrones (superando a veces la repulsión eléctrica de quarks con cargas de igual signo). Los protones y los neutrones se mantienen unidos en los núcleos (también a pesar de la repulsión eléctrica) como resultado de la interacción residual de color, de un modo análogo a como se forman las moléculas a partir de átomos neutros mediante interacciones electromagnéticas residuales como las fuerzas de van der Waals o los enlaces de hidrógeno.

   Otra cosa curiosa de la cromodinámica cuántica es el hecho de que las fuerzas entre quarks y gluones no disminuyen con la distancia como las electromagnéticas o gravitatorias sino que ¡aumentan su intensidad!, eso está relacionado con el confinamiento de los quarks, que nunca se encuentran aislados...

   Más detalles sobre todo esto en La Aventura de las Partículas, especialmente en la sección “La ruta del Modelo Estándar”.