¿Seguiremos descubriendo partículas sub-subatómicas más pequeñas?

Realmente no importa lo que yo piense: aprenderás mucho más sobre mi psicología que sobre el universo. Ese es el caso de las preguntas “filosóficas” en general, en mi humilde opinión. Pero, ya que preguntaste …

No creo que tal imagen sea común en la física de partículas. Hasta ahora no hemos llegado muy lejos a través de “capas desacopladas” de la física: los átomos son objetos compuestos definidos por fuerzas electromagnéticas; sus núcleos son objetos compuestos unidos por una fuerte fuerza nuclear; los nucleones están obligados por un régimen aún más fuerte de la fuerza fuerte; y todavía no hay evidencia de cosas más fundamentales.

Para lograr el tipo de desacoplamiento que permite que los núcleos parezcan “puntuales”, sus fuerzas de unión deben ser un orden de magnitud (o más) más fuertes que las sondas disponibles. Por ejemplo, los núcleos parecían fundamentales hasta que Cockroft & Walton lograron diseñar un acelerador de protones en la escala MeV, es decir, comparable a las energías de unión nuclear. Y sondear la estructura interna de protones y neutrones requiere energías más en la escala GeV, 1000 veces más enérgicas y comparables a la masa de nucleones. Actualmente estamos operando a escala TeV, y no hay indicios de estructura interna de quark. Solo hay espacio para [matemáticas] \ lesssim 10 [/ matemáticas] más niveles de partículas dentro de partículas antes de llegar a la escala de Planck y todas las apuestas están canceladas.

En una teoría de arriba hacia abajo, tampoco conozco una forma “natural” de producir una imagen de “Tortugas hasta el fondo”. Las nuevas dinámicas de enlace fuerte generalmente requieren agregar un nuevo grupo de simetría al modelo. Puede obtenerlos de los enfoques de gran teoría unificada de incrustar el Modelo Estándar en un grupo de mayor calibre, pero incluso los grupos de Lie más complejos solo se descomponen en un número finito de subgrupos. Es posible agregar explícitamente un conjunto infinito de dinámicas cada vez más fuertes, pero parece una forma de trabajo muy difícil para que el universo funcione. Pero aquí estamos realmente en territorio de preferencia estética personal.

Volviendo a la psicología, hay una buena razón para que a los físicos no les guste esta imagen interminable de la naturaleza: sugiere que nunca la entenderemos completamente. Y necesitamos una razón para salir de la cama por la mañana 😉

Depende exactamente de por qué quieres decir con “descubrir”. Hay mucha evidencia teórica y experimental que apunta a la existencia de quarks, pero la misma teoría dice que nunca se puede aislar uno. Entonces, ¿se han descubierto los quarks? Difícil de juzgar.

También están los problemas experimentales: las partículas que son masivas son difíciles de crear, y las que son ligeras son difíciles de ver, debido al principio de incertidumbre.

Luego están las partículas que son extremadamente débiles, como el gravitón. Probablemente exista, pero los intentos de medir ondas de gravedad o detectar gravitones se ven obstaculizados por el muy bajo nivel de interacción.

Ya conocemos el electrón desde hace más de 100 años, y es probable que sea la partícula más pequeña, sin ningún alcance perceptible. Entonces la puerta se ha cerrado en ese registro del Libro Guiness. Todo lo demás es infinitamente más grande.

Es concebible que algún día descubramos que los quarks no son simples.

Sucedió con protones y neutrones.

En algún momento de descubrir partículas cada vez más pequeñas, la pregunta ya no tendrá sentido

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