Una pregunta que envía Javier Sandoval, ingeniero de Telecomunicaciones, a nuestro correo electrónico. Javier afirma no llegar a ningún razonamiento convincente, pues todas sus intuiciones acaban en contradicciones. Para responder a esta pregunta, debemos sumergirnos en el concepto de 'campo' y entender su papel en las interacciones entre partículas elementales, esas que componen todo lo que existe. Responde Miguel García Echevarría, profesor del Departamento de Física de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).
Lo primero, gracias Javier por tu pregunta. Como puedes imaginar, no es fácil explicar esta cuestión en unas pocas líneas sin utilizar fórmulas matemáticas, y a la vez satisfacer tu curiosidad. La intuición no siempre va de la mano de ideas sencillas, sino que a veces surge de complejos razonamientos y cálculos tediosos. Otras, simplemente es cuestión de tiempo, el cual es necesario para que ciertas intuiciones en la sociedad sean reemplazas por otras, indispensable para que un esquema mental quede obsoleto y superado por otro.
Según lo que nos comentas en tu correo, parece que no eres ajeno a los conceptos de partículas mediadoras y campo. Y es precisamente este segundo, el de campo, la clave en este asunto. Las interacciones de las partículas elementales en la naturaleza, tal y como entendemos la física actualmente, las describimos por medio de campos. Así como la atracción gravitatoria se puede describir en términos de un espacio-tiempo curvo donde algunos objetos “caen” sobre otros, algo análogo ocurre con el resto de interacciones: las partículas y sus interacciones son campos que se extienden por todo el universo.
Si lo piensas, lo que esto significa en la práctica es que las partículas no se pueden aislar totalmente. Toda partícula siente a todas las demás y se deja sentir por ellas, en todo el universo. Obviamente, las interacciones serán de diferente tipo e intensidad. Si la partícula tiene masa, interaccionará con otras partículas con masa; si tiene carga eléctrica, lo hará con otras semejantes; etc. Por otro lado, cuanto más lejos estén, más débil será su interacción electromagnética, y más intensa si hablamos de la interacción nuclear fuerte (por eso los quarks nunca están libres, sino confinados en grupos).
Volviendo ahora a lo que preguntas, ¿cómo interaccionan dos cargas eléctricas de diferente signo separadas en el vacío? Interaccionan simplemente porque una “siente” el campo de la otra y viceversa. De alguna manera podríamos decir que no son independientes, que ambas forman un sistema. Y al ser de signo opuesto, ocurre que la energía de interacción es menor cuanto más cerca están (y al revés si son de igual signo). Y ya sabes que la naturaleza tiende a minimizar la energía de los sistemas o procesos. De esta manera, lo que vemos en la práctica es que las partículas se atraerán entre sí, aproximándose.
Soy consciente de que esta breve explicación puede resultarte demasiado sencilla, pero no puedo adentrarme más en los entresijos de la teoría subyacente: la teoría cuántica de campos.
Lo que sí puedo y quiero hacer, es remarcar la idea de que las intuiciones no siempre son acertadas. En este caso, el imaginarnos las partículas como “bolitas” desperdigadas en el espacio que interaccionan intercambiándose otras “bolitas”, es una extrapolación errónea del mundo macroscópico en el que nos movemos. Las partículas elementales son campos cuánticos que se extienden por todo el espacio-tiempo, y que están en permanente interacción con otras.
