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23 de Abril de 2016
El espacio, ese gran desconocido
El cosmos como brote del espacio
La materia como condensación del espacio cuántico
El fotón como ventana abierta al espacio
Cuando un fotón es absorbido solo cede su energía
Cuando un fotón deja de ser percibido eso no quiere decir que se ha desvanecido
Las partículas elementales sólo son los estados cuánticos dables de un molde
estructural único
G. Sardin
Las partículas elementales no son cuerpos físicos, tan solo son estados cuánticos. Solo
existe un cuerpo físico, la carga eléctrica. Las partículas representan los estados
cuánticos de la carga eléctrica: |q±> = fermiones, <q+|q–> = bosones.
Índice
1. Resumen
2. Preámbulos
12. Estrategia conceptual del modelo
orbital
3. La absorción del fotón
13. Análisis comparativo del modelo
estándar y del modelo orbital
4. El espacio no vacuo
14. Relación entre el fotón y el espacio
5. Energía de partición estructural del
fotón
15. Unificación del espacio, del fondo
cósmico de microondas, y de la materia
6. Energía de oscilación estructural del
fotón
16. La dualidad onda-corpúsculo o la
unicidad partícula-fotón-espacio
8. La carencia de masa del fotón e indicios 17. Composición, propiedades y
acerca de la naturaleza de la masa
cosmología del espacio
9. Estructura del fotón y naturaleza del 18. Experimental
espacio cuántico
19. Conclusión
10. Estrategia conceptual del modelo
estándar o modelo Ptolemaico de las
20. Comentarios
partículas elementales
21. Referencias
11. Breve Historia conceptual de la QCD
1
1. Resumen
Se considera lo que le ocurre al fotón cuando es absorbido por un material cualquiera.
El hecho de que deje de detectarse no implica “sine qua non” que haya desaparecido. Se
contempla la posibilidad de un mero cambio de estado, al ceder su energía y por tanto
mutando a un estado a-energético, pero conservando su corporeidad estructural y por
consiguiente perdurando en el espacio. Metafóricamente, cuando se apaga una bombilla
ésta no se desvanece. Al igual que una fuente de luz puede estar encendida o apagada,
se considera que el fotón puede tener dos estados, uno activado: energético, y otro
desactivado: a-energético.
El estado activado de los cuántos del espacio corresponde, en primer lugar, al fotón, que
abarca todo el espectro electromagnético, con un rango energético continuo, o como se
suele expresar comúnmente, con un espectro continuo de longitudes de onda, y en
segundo lugar a todas las demás partículas elementales. Todas ellas corresponden a
diferentes estados cuánticos de un patrón estructural unitario.
El estado desactivado se genera cuando el fotón es absorbido por algún material,
cediéndole toda su energía, sin que por ello su estructura se desvanezca, lo que implica
una mera transición a su estado fundamental a-energético. Como tarde o temprano todos
los fotones acaban siendo absorbidos, esto implica pues que el espacio esté repleto de
ellos, lo que nos lleva a un nuevo paradigma del espacio cósmico, considerándole
poblado por fotones en estado des-energizado o a-energético. Como corolario, la
emisión de fotones no implicaría su creación, sino solamente la excitación energética de
cuántos a-energéticos del espacio.
Estas consideraciones se sustentan en un modelo giro-oscilatorio del fotón, considerado
ser un dipolo eléctrico (q–. q+), con dos cargas enteras de signo opuesto, que gira a la
vez que oscila. Sus cargas eléctricas (q) no tienen masa intrínseca, sino una masa
extrínseca variable derivada de sus mutables estados cuánticos, que definen las distintas
masas de las partículas elementales.
La carga eléctrica unitaria es el único componente de todas las partículas elementales,
cargadas o neutras, y su número se conserva en cualquier proceso.
En este contexto todas las partículas elementales se diferencian tan solo por los estados
cuánticos de un único patrón estructural, del cual se derivan la masa, el momento
magnético, el espín, etc. El proceso de absorción del fotón es abordado en el marco del
modelo orbital de las partículas elementales.
Se considera el espacio como una extensa matriz poblada por un único cuánto patrón,
cuyos distintos estados cuánticos generan tanto el fotón, con su amplío espectro
electromagnético continuo, como las distintas partículas elementales, con su amplio
rango de estados cuánticos discretos. No obstante muy pocos son estables.
Así pues, el espacio se puede concebir como un subfondo cósmico, poblado por cuántos
a-energéticos, o metafóricamente, en estado de hibernación energética. De este
subyacente fondo a-energético emergen los fotones que componen el fondo de
microondas, y que representan su primer nivel de excitación energética. El segundo
2
nivel de excitación energética corresponde al conjunto de las demás partículas
elementales.
2. Preámbulos
En el marco del modelo orbital se postula la carga eléctrica como el elemento
primordial. Se considera que el único elemento físico que existe es la carga eléctrica, y
que las partículas elementales no son más que los estados cuánticos que puede adquirir
dicha carga. Se considera también que en su ámbito físico el estado cuántico está
definido por un orbital estructural, cuya cinética confinada le confiere su energía
estructural. Según su estado cuántico puede adquirir masa, que es el caso general, ó no,
caso particular representado por el fotón. Luego, se asume que las partículas
elementales no son más que cargas eléctricas en diferentes estados cuánticos. Este
planteamiento proporciona una comprensión sencilla del porqué el espectro de masa de
las partículas elementales es tan amplio, ya que corresponde a estados cuánticos,
mientras que el valor de la carga eléctrica es unitario, ya que corresponde a un cuerpo
físico único. Así pues, se asume que el único elemento físico que existe es la carga
eléctrica.
e±
µ±
±
|q > → π±
K±
p±
etc…
ν
γ
<q+|q–> → π0
K0
n
etc…
Las partículas elementales no son más que cargas eléctricas en una variedad de
estados cuánticos. Las diversas partículas se diferencian tan solo por su orbital
estructural, que puede ser unipolar (q±) o bipolar (q+. q–).
La desintegración de cualquier partícula en otra corresponde tan solo a una transición
de un estado cuántico a otro, manteniéndose la estructura patrón. Como ejemplo, hemos
representado la desintegración del kaón en pión, lo que corresponde a una mera
transición de estado cuántico de una estructura arquetipo, que es idéntica para todas las
partículas elementales.
K+
(493.8 MeV)
E (MeV)
K+
Q1
Q2
Q
+
(139.6 MeV)
Transición del K+ en + en un solo paso
con la subsecuente emisión de un cuánto
Q3
+
Transición del K+ en + en tres pasos con
la subsecuente emisión de tres cuántos
3
Al mutar el kaón K+ en pión + lo único que ha cambiado es el estado cuántico del
orbital estructural, o sea que la carga eléctrica ha transitado a un estado cuántico de
menor energía.
Se asume que la carga eléctrica q no tiene masa intrínseca y solo adquiere masa al
adoptar un estado cuántico orbital y pasar así a formar un electrón, un muón, un pión,
un kaón, etc., y que las partículas elementales representan la carga eléctrica más la
configuración estructural adquirida, que puede ser uni-polar o bi-polar, y cuyo estado
cuántico define el tipo de partícula en la cual se manifiesta.
Se considera también que los fotones, cuando absorbidos, conservan su corporeidad y
tan solo ceden su energía, mientras que su estado cuántico estructural permuta a un
estado a-energético que puebla el espacio cósmico.
3. La absorción del fotón
Plantearemos una cuestión fundamental que por lo visto no ha captado el interés de los
físicos. ¿Que le ocurre al fotón cuando es absorbido? Esta es una pregunta clave, sin
embargo no es nada evidente que los físicos hayan reflexionado sobre este tema ya que
los libros de texto no lo abordan, a pesar de ser de gran relevancia al abrir
insospechadamente una ventana a este gran desconocido que es el espacio. La pregunta
maestra es la siguiente: ¿desaparece el fotón al ser absorbido o simplemente cambia de
estado cuántico cediendo su energía pero preservando su corporeidad estructural?
El primer caso no suscita comentarios, puesto que la física convencional considera
lacónicamente que el fotón desaparece sin más. Citamos la Wikipedia referente al
proceso de absorción: “El fotón resulta entonces "destruido" en la operación, y la
energía electromagnética es absorbida” [3.1].
El segundo caso abre un nuevo horizonte, aún no indagado. Para ello basta conjeturar
que el fotón perdura al ser absorbido y que tan solo muta a un estado cuántico
a-energético al ceder toda su energía. Esto nos lleva a la siguiente pregunta
fundamental: ¿cuál es la naturaleza estructural del fotón? Una salida fácil consiste en no
hacerse esta pregunta, que es lo que se ha generalmente hecho hasta la fecha. Otra, más
cabal, consiste en considerar que está estructurado y que conserva su estructura al ceder
su energía. Se trata ahora de descubrir su naturaleza.
¿Que implica el hecho que el fotón sea neutro? Podría no tener carga eléctrica alguna,
pero también podría estar formado por un par de cargas de signo opuesto. Se sabe que
los fotones pueden descomponerse en dos cargas eléctricas opuestas en forma de
electrón y positrón, muón negativo y muón positivo, etc., o sea en pares de partículas y
antipartículas, que según el modelo orbital solo corresponden a estados cuánticos
distintos de una única estructura patrón. Ahora basta suponer que las cargas eléctricas
preexisten en el fotón. Esto nos lleva seguidamente a preguntarnos cuáles son los rasgos
característicos de la carga eléctrica. Sabemos que su valor es fijo pero también que
cuando está sola se presenta siempre en forma de partícula elemental cargada, tal como
el electrón, el muón, el pión, el kaón, el protón, etc., o sea que siempre tiene una masa
asociada que exhibe la peculiaridad de ser mutable. El hecho de que la masa acoplada a
cualquier carga eléctrica sea mutable, y cubra un amplio rango de valores discretos, e.g.
0.511 MeV/c2 (e±), 105.66 MeV/c2 (μ±), 139.57 MeV/c2 (π±), 493.7 MeV/c2 (K±), etc.
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[3.2,3,4,5,6,7], resulta ser un rasgo crucial que nos ayudará a buscar una respuesta a la
naturaleza de la masa.
La masa no es intrínseca a la carga eléctrica sino que deriva de su coligado estado cuántico.
Luego, no asimilemos la carga eléctrica a un electrón, como a menudo se hace, pues la
carga eléctrica no tiene masa por sí-misma. La masa la adquiere al poseer siempre una
función de onda ψ asociada que define su estado cuántico ‫׀‬ψ>, que cubre un rango de
valores discretos, cada uno correspondiente a una partícula especifica. Su estado
cuántico está fijado por una dinámica confinada que conforma una diminuta orbital
estructural que define cada partícula. La pluralidad de cuantización confiere al orbital
estructural un espectro discreto de valores de la masa resultante, así como del momento
magnético. Se considera que la masa surge como reacción al grado de desviación del
orbital con respecto de su estado fundamental, el cual carece de masa, mientras que el
momento magnético está generado por la dinámica giratoria de la carga eléctrica que
traza el orbital estructural de la partícula, y que por ende fija su estado cuántico
estructural. El electrón representa el estado cuántico de menor masa y por esta razón es
frecuente que se le equipare inadecuadamente con la carga eléctrica.
4. El espacio no vacuo
Tradicionalmente se ha considerado el espacio totalmente vacío. Sería la pura expresión
de la nada. Dejando de lado esta concepción hoy día obsoleta, se conceptualizará el
espacio como formado por el llamado “vacío cuántico”, en consonancia con las
modernas teorías cuánticas, donde no se le considera vacuo en absoluto sino por contra
poblado por “cuántos”, como se les llama en la terminología de la física cuántica, y que
constituyen los elementos primordiales. Aquí se utiliza de forma genérica el término
“cuánto” para referirse a cualquier entidad primordial, sea energética, como en el caso
de las partículas elementales, o a-energética, como en el caso de las impropiamente
llamadas partículas “virtuales”.
Mencionemos dos temas bien conocidos relacionados con la mecánica cuántica, a saber,
la llamada “energía del punto-cero” y la “energía del vacío”. La energía del punto-cero
del vacío cuántico es la menor energía posible que un sistema físico-cuántico pueda
tener según la mecánica cuántica: es la energía de su estado fundamental [4.1]. La
energía del vacío es la energía del fondo subyacente que se extiende en todo el espacio
cósmico [4.2]. Sin embargo, su contenido energético es altamente conflictivo, ya que
varía entre 10-9 J/m3 (julios por metro cúbico) y 10113 J/m3 [4.3,4,5] según el método
matemático utilizado. Esta enorme discrepancia se conoce como la “catástrofe del
vacío”.
Citemos también un extracto de la Wikipedia, procedente de cinco publicaciones acerca
del estado del vacío (vacuum state) o vacío cuántico (quantum vacuum): “De acuerdo
con la actual comprensión de lo que se llama el vacío cuántico, de ninguna modo es un
simple espacio vacío", y "es un error pensar en el vacío cuántico como un espacio
absolutamente vacío" [4.1]. “De acuerdo con la mecánica cuántica, el vacío no está
realmente vacío, sino que contiene las ondas electromagnéticas y partículas fugaces que
espontáneamente aparecen y desaparecen” [4.2].
Lo relevante de estas citaciones es la coincidencia referente a la no-vacuidad del espacio
cuántico. Lo más interesante aún es que hayamos llegado por caminos distintos a la
5
conclusión de que el espacio libre de materia no está vacío. En nuestro caso el hilo
conductor ha sido el fotón, y más concretamente el proceso de su absorción, el que nos
ha llevado a deducir la existencia de los fotones des-energizados o cuántos a-energéticos
como elementos primordiales que pueblan todo el espacio cósmico.
Resulta que efectivamente hay acuerdo sobre el hecho de que el vacío cuántico no es un
espacio vacío. No obstante nuestros planteamientos dan un paso más al poblar el
espacio con un elemento nuevo procedente de la des-energización de los fotones cuando
son supuestamente “absorbidos”, mutando así al estado a-energético. Por tanto el
modelo orbital va más allá de la mecánica cuántica, al incluir la dimensión a-energética
que ésta no ha sabido descubrir, limitándose al contenido energético residual del vacío
cuántico.
Haremos hincapié en que los cuántos son entes primordiales, cuya apelación procede de
la mecánica cuántica, en la cual suelen representar paquetes discretos de energía, sin
que a menudo se especifique su identidad y menos aún su estructura. Por ejemplo, en el
átomo las transiciones de sus electrones periféricos emiten cuántos de espín 1 que
corresponden a fotones, así como las transiciones nucleares emiten cuántos ν y , de
espín ½ y 1, que corresponden respectivamente a neutrinos [4.4] y fotones. De modo
genérico, los cuántos energéticos son entes llamados partículas elementales.
Emplearemos el término cuánto cuando no se especifique su identidad, e incluiremos
los cuántos a-energéticos, comúnmente denominadas partículas virtuales.
Aclarado el concepto de cuánto, el vacío cuántico se visualiza como la fracción del
espacio que no abarca los cuántos energéticos que forman el conjunto de las partículas
elementales y por tanto la materia cósmica, o sea el cosmos material. El vacío cuántico
se considera pues poblado por los así llamados cuántos virtuales, que no son en absoluto
virtuales, sino que son cuántos a-energéticos, y por tanto no directamente detectables, lo
que les ha valido la impropia calificación de virtuales.
Estos cuántos a-energéticos, además de formar el cuerpo del espacio, componen
también los campos que se propagan en él. Por su parte, los cuántos no virtuales, o sea
energéticos, abarcan todo el espectro de partículas elementales, que son inestables en su
casi totalidad y vuelven pues espontáneamente a su estado a-energético, a excepción de
unos pocos como e.g. el fotón, el neutrino, el electrón y el protón. Por tanto la casi
totalidad de las partículas elementales, así como el conjunto de aquellas llamadas
“resonancias”, tan solo son fugaces flashes de excitación energética que vuelven
instantáneamente a su estado a-energético, y representan pues meros estados excitados
muy efímeros de los cuántos del vacío cuántico.
Así pues, el espacio pasa a ser concebido como una matriz física, análoga a una
atmosfera cósmica formada por elementos primordiales que corresponden a cuántos
a-energéticos, de la cual proceden los cuántos energéticos, al adquirir energía por una
inducida o espontánea perturbación de su equilibrio estructural, perdiendo así el estatus
de energía nula de su estado fundamental. Apliquemos un símil de parcial validez con la
atmósfera. En esta analogía las moléculas de aire asumen el papel de los cuántos
a-energéticos. Aunque las moléculas de aire son energéticas no las vemos, pese a que
las podemos detectar. Sin embargo, los cuántos primordiales, al ser a-energéticos, ni se
ven ni sabemos detectarlos, ya que nuestros sentidos y actuales detectores necesitan
todos una transferencia energética.
6
En este contexto, el universo visible, o sea, el universo material, no es más que la parte
perceptible de la invisible matriz subyacente, de la cual procede la materia que se ha
diferenciado al mutar a un estado energético. También se puede visualizar el espacio
como un sub-fondo cósmico, poblado por cuántos a-energéticos que se pueden
considerar en estado de hibernación energética. De este subyacente fondo a-energético
ha emergido el fondo de microondas por excitación energética, y que representa su
primer nivel de excitación.
2 ------------------ E2
↑
1 ------------------ E1
↑
0 ------------------ E0
partículas elementales (2ndo nivel de excitación, los
cuántos adquieren energía y masa)
fondo cósmico electromagnético de microondas (1er nivel
de excitación, los cuántos adquieren energía pero no masa)
cuántos a-energéticos del espacio cósmico (estado
fundamental del “vacío cuántico”)
5. Energía de partición estructural del fotón
La explicación convencional para justificar el hecho que la disociación del fotón en un
electrón y un positrón (γ → e– + e+) requiera la aportación de una energía mínima de
1.02 MeV, es que corresponde a la energía necesaria para la adquisición de masa por
parte de los productos de disociación, cada uno con una masa de 0.51 MeV/c2. Este
punto de mira es correcto en cuanto a la conservación de la energía pero no es nada
explícito en cuanto al proceso de escisión del fotón. Sin embargo el modelo orbital
permite ahondar este proceso.
Según el planteamiento propuesto, el aporte de energía para la escisión del fotón no es
para la adquisición de masa por parte de los productos de disociación e– y e+ sino para
romper el enlace del dipolo estructural (q– . q+), ya que sus cargas constituyentes q– y q+
ya están en un estado cuántico con una energía de 0.51 MeV cada una. No obstante, el
resultado cuantitativo es el mismo que cuando se considera que la energía de aporte es
para la adquisición de masa, y solo es una cuestión conceptual. Aún así, para evitar
malentendidos precisamos que formalmente, referente al dipolo estructural del fotón,
son las cargas q– y q+ que giran y adquieren el estado cuántico del e– y e+, lo cual no es
equivalente a la rotación de un e– y un e+ sino que el estado cuántico ǀq– ˃ y ǀq+ ˃ de las
cargas corresponde a un e– y un e+.
De hecho, la energía efectiva para la partición del fotón es mayor que la necesaria para
su escisión, ya que la requerida conservación del momento y de la energía impide que el
fotón libre pueda disociarse, y necesita colisionar contra algún cuerpo, que
consecuentemente absorbe energía al retroceder, para que este imperativo requerimiento
pueda ser cumplido. Así pues, un par electrón-positrón no puede producirse
espontáneamente en el espacio libre a partir de un fotón [5.1].
Por otra parte, el electrón y el positrón emergentes, además de su atracción
electrostática, actúan como dos imanes que se atraen fuertemente al tener intensos
momentos magnéticos de signo opuesto, lo que dificulta su separación. Resulta por
7
tanto que aparte de la energía requerida para la desunión de los resultantes e– y e+ ha de
haber también el suficiente momento transversal para que puedan distanciarse.
Ya que el mínimo aporte de energía requerida para la escisión del fotón es de 1.02 MeV
se considera pues que la energía de enlace del dipolo estructural del fotón es de -1.02
MeV. Se entiende por tanto que el fotón no tenga masa ya que su energía de enlace
(EB = –1.02 MeV) se compensa con la energía de las cargas q– y q+ que están en el
estado cuántico correspondiente al electrón y al positrón (EM = +1.02 MeV). Así que la
energía neta del dipolo estructural del fotón resulta ser nula (EB + EM = 0).
Así que al ser nula la energía neta del dipolo estructural, ¿de donde surge pues la
energía del fotón?
6. Energía de oscilación estructural del fotón
Cuando hemos considerado la energía efectiva de los fotones aludimos exclusivamente
a su energía oscilatoria, o sea, a la parte relacionada con la frecuencia oscilatoria de su
estructura. Así pues, en el marco descriptivo propuesto, la energía de los fotones
procede de la cinética oscilatoria de su dipolo eléctrico (q+. q–) formado por las dos
cargas eléctricas enteras, y varía en función de su frecuencia (E = h ν).
Se considera que el dipolo estructural es giratorio-oscilante, o sea que el radio giratorio
de las dos cargas oscila a la vez que rota, y que consecuentemente la vibración del
dipolo (q+. q–) genera la energía estructural de la partícula, al estar las dos cargas
sometidas a un incesante proceso de aceleración y deceleración. En otros términos, la
distribución espacial de la carga eléctrica del orbital estructural oscila, pasando
alternativamente de un estado de compresión a otro de expansión, lo que genera su
energía interna.
Tengamos en cuenta que es la cohesión del dipolo estructural del fotón que le permite
actuar como oscilador. Su energía oscilatoria E = h ν depende de dos parámetros: de su
frecuencia vibratoria ν y de la constante de Planck h, que estaría vinculada a la fuerza de
enlace. En un símil con un muelle la constante h estaría relacionada con la constante de
recuperación y por lo tanto a la elasticidad del enlace bipolar (q+. q–).
7. Diferenciación entre el origen de la energía y el de la masa
Según el modelo orbital tanto la energía estructural como la masa de las partículas
elementales derivan de la cuantización de su orbital estructural, pero se diferencian en el
hecho que resultan de estados cuánticos distintos de su estructura. La masa aparece
cuando el orbital estructural se sale del estado fundamental y adquiere un estado
cuántico distinto. Por su parte, la energía tiene otro origen y deriva de la oscilación
estructural. Esta distinción entre el origen de la energía y el de la masa es fundamental
para poder entender el hecho que el fotón tenga energía sin tener masa. Esto significa
que su estructura esta vibrando pero manteniéndose en el estado fundamental, el cual
carece de masa.
Se considera que cuando el rotor estructural bipolar (q+. q–) está en su estado
fundamental, o sea cuando está en equilibrio estructural, sus fuerzas centrípeta y
centrífuga se compensan. No obstante el orbital estructural puede salirse del estado
8
fundamental y adquirir un estado cuántico distinto. En este caso al no estar
compensadas las dos fuerzas estructurales antagónicas, centrípeta y centrífuga, aparece
una fuerza de reacción a la desigualdad entre las dos fuerzas, de la cual deriva la masa.
En un símil con un muelle la masa surgiría como reacción a la tensión del muelle.
Cuando no está tensado no tiene masa. Por su parte la energía surge cuando el muelle
está vibrando. Si no está tensado pero está vibrando, entonces no tiene masa pero sí
energía. Si está tensado y vibrando entonces tiene a la vez masa y energía. En el caso
del fotón, no tiene masa al estar su estructura en el estado fundamental de equilibrio de
fuerzas, pero al estar vibrando tiene energía. Las demás partículas corresponden al caso
en que su estructura, además de estar vibrando, está en un estado cuántico fuera del
estado fundamental lo cual les confiere masa, y por lo tanto tienen a la vez masa y
energía. Pero surge también el caso en el cual la estructura ni esta vibrando ni se ha
salido del estado fundamental, y por lo tanto ni tiene energía ni tiene masa. Este caso
implica la existencia de cuántos a-energéticos que pueblan el espacio.
8. La carencia de masa del fotón e indicios acerca de la naturaleza de la masa
Reflexionemos ahora sobre el hecho de que la carga eléctrica tiene un valor fijo
mientras que su masa adjunta es variable y cubre un amplio abanico de estados discretos
(e.g. e±, µ±, π±, K±, p±, etc.). Por lo tanto hemos tomado la carga eléctrica como
elemento primordial, ya que no admite variación alguna, y consideraremos la masa
como un elemento secundario, ya que admite un amplio abanico de valores discretos.
Esto apunta a que la masa no es una entidad primordial, sino derivada, puesto que
adquiere una secuencia de valores (1, 206.84, 273.23, 966.6, 1836.12, etc., en donde la
masa del electrón se ha tomado como unidad), que resultan de cuantizaciones diferentes.
¿No sugiere este hecho algo conocido? Pues bien podríamos establecer un paralelismo
con el átomo, que puede tener distintos estados excitados, o sea que sus orbitales
estructurales admiten una variedad de estados cuánticos con diferentes niveles
energéticos.
Apliquemos ahora esta consideración a la masa asociada a las partículas elementales y
consideremos que procede del estado cuántico de su orbital estructural, lo que nos
facilita entender la razón de la amplia multiplicidad de masas, ya que se corresponde a
una extensa variedad de estados cuánticos estructurales. De ahí el símil con el átomo. A
estas alturas el lector atento ya estará plenamente consciente de que utilizamos la carga
eléctrica unitaria como único elemento vehicular de la estructura de las partículas
elementales, lo que nos lleva a una exhaustiva unificación de sus estructuras, reduciendo
así el amplio espectro de masas a una conjetura de estados cuánticos.
Hagamos extensivos estos razonamientos al fotón. Como bien sabemos se considera que
el fotón no tiene masa pero sí energía, representando pues un caso singular que
incumple la famosa equivalencia masa-energía (E = m c2), ya que según la fórmula, al
no tener masa su energía tendría que ser nula. El fotón rompe pues la norma siendo
portador de energía sin tener masa asociada. Es un caso peculiar muy interesante ya que
cuestiona nuestro concepto de masa y energía, y su relación. ¿Como puede ser que el
fotón sea portador de energía sin tener masa? Por lo pronto constituye un caso digno de
cierta reflexión, más allá de un simple convencionalismo evasivo.
9
Según el modelo orbital, a pesar de que energía y masa están asociadas, con una única
excepción representada por el fotón, no tienen el mismo origen. La energía surge de la
oscilación estructural mientras que la masa aparece cuando la estructura está en estado
de tensión, al salir de su estado fundamental. Aplicado a los bosones equivale a decir
que cuando su dipolo está en equilibrio estructural no tiene masa pero si vibra tiene
entonces energía. Si el dipolo está sujeto a tensión estructural a la vez que vibra
entonces tiene masa y energía.
Como se ha dicho, en su estado fundamental de equilibrio el dipolo estructural no tiene
pues ni energía ni masa. No obstante puede salir de este estado al ponerse a vibrar, lo
cual le confiere energía. Si a la vez el dipolo estructural sale de su estado fundamental y
muta a otro estado cuántico, entonces tiene masa y energía. Este planteamiento permite
dar cuenta de forma sencilla del caso del fotón, su dipolo estructural habiendo adquirido
un estado vibratorio sin salir del estado fundamental de equilibrio estructural, y también
de la masa del resto de partículas, al implicar que sus estructuras hayan mutado a un
estado cuántico diferente del fundamental. Se entiende pues que una partícula como el
fotón pueda tener energía sin tener masa, y se diferencia de forma fundamental entre el
origen de la energía y el de la masa.
Hagamos hincapié en el hecho que la carga eléctrica q no tiene masa intrínseca y solo
adquiere una masa extrínseca al adquirir un estado cuántico mutable y pasar a formar un
electrón, o un muón, o un pión, etc. Las partículas elementales representan pues la carga
eléctrica más la configuración estructural adquirida - unipolar o bipolar - que define el
tipo de partícula cargada o neutra en la cual se manifiesta. Por su parte cada una de estas
dos configuraciones admite distintos estados cuánticos, que definen su energía, su masa,
su espín, su momento magnético, etc.
9. Estructura del fotón y naturaleza del espacio cuántico
Desde la perspectiva del modelo orbital se considera que el fotón, así como todas las
demás partículas neutras, tienen un mismo patrón estructural constituido por dos cargas
eléctricas enteras y opuestas formando un dipolo (q+. q–), al cual se le otorga una doble
cinética estructural, una de rotación y otra de oscilación, o sea que el dipolo (q+. q–) gira
a la vez que su radio oscila. En otras palabras, el fotón, al igual que cualquier otra
partícula neutra, constituye un rotor-oscilador bipolar. Como rotor, la rotación de las
dos cargas opuestas q+ y q– genera el momento magnético, que resulta nulo (µ = 0) para
partículas simétricas, o sea con orbitales estructurales idénticos de las cargas q+ y q–,
como es el caso del fotón, así como cuasi nulo (μ ≈ 0) para los tres neutrinos (que se
pueden ver como fotones de espín ½ en 3 distintos estados cuánticos estructurales) con
orbitales estructurales casi idénticos, y no nulo (µ ≠ 0) para partículas con estructura
asimétrica, o sea con orbitales estructurales no idénticos, como por ejemplo en el caso
del neutrón (µn = - 9.662×10−27 J⋅T−1 = -1.913 n.m), cuyas cargas estructurales q+ y q–
están en estados cuánticos giratorios diferentes.
El concepto de simetría se aplica aquí a los orbitales formados por las dos cargas
eléctricas vector. Cuando los orbitales son idénticos la estructura resulta pues simétrica,
con lo que el momento magnético resultante es nulo al tener sus dos componentes
magnéticos orientaciones opuestas, ya que las dos cargas de signo opuesto, al formar un
dipolo (q+. q–) giratorio, rotan en el mismo sentido, generando momentos magnéticos
opuestos.
10
q– + orbital estructural → e–, μ–, π–, o K–, etc.
El estado cuántico de la carga q– define el orbital estructural que forma el cuerpo de
cada partícula elemental, así como todas sus propiedades, como e.g. su masa, su
momento magnético, su espín, etc.
Fig. 1: Partición de cualquier cuánto neutro en dos cuántos con carga de signo opuesto
La escisión del fotón corresponde simplemente a la separación de sus dos cargas
estructurales.
γ
→
e+
+
e–
()
→
(+)
+
(–)
La función de onda () del cuánto neutro está de hecho compuesta por la
superposición de dos funciones de onda (+) y (–) que se pueden separar, dando un
par simétrico de partícula-antipartícula, e.g. +–, +–, e+e– o un par asimétrico de
partículas con carga de signo opuesto, e.g. –e+, –e+ o +e–.
Tengamos presente que el modelo orbital toma la carga eléctrica entera como el
elemento primordial de la estructura de la totalidad de las partículas elementales, con un
único patrón estructural, siendo pues este modelo exhaustivamente unitario. Dicha carga
primaria no tiene masa intrínseca, sino una masa extrínseca que procede del estado
cuántico del orbital estructural propio de cada partícula elemental.
En aras de la sencillez hemos descrito el patrón estructural de las partículas elementales
en el marco de la mecánica semi-clásica. Esta primera aproximación, a pesar de usar un
envoltorio matemático semi-clásico, ha proporcionado sin embargo resultados básicos
satisfactorios y atractivos, a la vez que ayuda a no perder de vista la concreción del
escenario físico subyacente. Un enfoque más formal se basaría en la mecánica cuántica,
como para el átomo. Por lo tanto, invitamos al lector interesado a aplicarle la
matemática de su competencia y a desarrollar una formulación todavía más eficiente.
Sigamos centrándonos en los conceptos y sus implicaciones fenomenológicas, y
apliquémoslos al fotón. Ya hemos mencionado que le hemos atribuido una estructura
orbital simétrica, o sea, los orbitales de ambas cargas estructurales son idénticos y por lo
tanto se superponen. Analicemos más en detalle las consecuencias lógicas de este
supuesto. Hemos visto que la simetría estructural le confiere un momento magnético
nulo ya que la rotación del dipolo (q+. q–) con cargas opuestas produce dos momentos
magnéticos iguales y opuestos. Por otra parte, hemos considerado que la oscilación del
dipolo, mediante el proceso oscilante de aceleración-deceleración de sus dos cargas,
genera la energía del orbital estructural.
11
Cuando el dipolo está en el estado fundamental de equilibrio estructural, no tiene masa
por ausencia de tensión de la orbital estructural, y por lo tanto solo tiene energía
oscilatoria.
Fijémonos ahora en un aspecto muy específico de este supuesto. Se sabe que el fotón
cubre un espectro energético muy extenso y sin discontinuidad, expresado
corrientemente en términos de frecuencia oscilatoria o longitud de onda. Consideremos
el extremo del espectro de menor energía, o sea, de menor oscilación estructural, y
puesto que el espectro es continuo, atendamos al umbral en el cual la estructura deja de
oscilar. Este caso límite nos lleva a considerar una estructura giratoria no oscilante, y
por lo tanto a-energética.
Invitamos al lector a quién no agrade mucho este caso límite, a considerarlo de entrada
un caso virtual, lo que aliviará momentáneamente sus reticencias, esperamos. La
Historia de la Ciencia está repleta de concepciones distintas, a veces contradictorias. Por
ahora seguiremos en un plano conceptual, e intentaremos exprimirle todo lo que pueda
dar de sí. Mediante el modelo orbital descrito hemos alcanzado un umbral carente de
oscilación estructural y consecuentemente sin energía. Nos vemos pues llevados a
considerar la posibilidad de la existencia de entes físicas sin energía estructural. Un
símil seria un muelle o una cuerda que no esté vibrando, pero del tamaño del Fermi
(1 Fm = 10-15 m) según el modelo orbital, en lugar de la ínfima longitud de Planck
(10-35 m) en la teoría de cuerdas. Según este símil, el fotón se asimilaría a un muelle
vibrando a una frecuencia que define su energía (E = h ν), formado por un dipolo
eléctrico. Ahora bien, la perspectiva de un estado no vibratorio nos lleva a contemplar y
analizar el concepto de cuerpo físico carente de energía.
Somos concientes de que a algunos les van a chirriar los dientes, pero vamos a ser un
poco valientes y asomarnos al mundo a-energético. Suena un tanto insólito, pero es
posible que sea solo porque no nos es familiar, de momento. En un intento de suavizar
reticencias relativizando enfoques, consideremos las rarezas e incongruencias de los
fundamentos del modelo estándar, que no son pocas.
10. Estrategia conceptual del modelo estándar o modelo Ptolemaico de las
partículas elementales
A los que tengan reparos en considerar los nuevos planteamientos propuestos, les
invitamos a reflexionar un momento sobre los del modelo estándar, con el fin de
compararlos. Contemplemos la base conceptual de la QCD (Quantum ChromoDynamics) del modelo estándar y analicemos su estrategia, que reposa en un juego de
combinaciones usando un conjunto de seis quarks [10.1,2,3] y otros tantos antiquarks
diferenciados entre sí por los así llamados “sabores”, y además cada uno con tres
insólitos distintivos llamados “colores”, lo que da un conjunto de 18 cromáticos quarks
y otro de 18 cromáticos antiquarks. Por si fuera poca artificialidad, los quarks poseen
especulativas cargas fraccionarias (±1/3 y ±2/3), y disparatadas masas fruto de
forzadísimos ajustes.
Entre los seis sabores de los quarks y antiquarks y sus tres colores, se obtiene pues un
conjunto de 36 elementos básicos, con una estrategia inicial de asociaciones en grupos
de 2 y de 3 quarks y luego supuestamente también de 4 (tetraquarks) y de 5
(pentaquarks), con el pretendido propósito de lograr dar cuenta de tan solo una parte del
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espectro de partículas elementales, llamadas hadrones. Más aún, el modelo estándar
requiere también ocho tipos distintos de gluones, cuyo quehacer consiste en aglutinar
los quarks. Los gluones se diferencian por ocho estados cromáticos, lo que proporciona
ocho tipos de gluones, fruto de ocho juegos de colores. Puesto que estos estados pueden
ser mezclados entre si, hay diversos modos de especificarlos, que se conocen como el
“octeto de color” [10.4,5]. Una usual lista de las combinaciones de colores de los
gluones es:
(r b  br ) / 2
(r g  g r ) / 2
(b g  g b) / 2
 i (r b  br ) / 2
 i (r g  g r ) / 2
 i (b g  g b) / 2
( r r  bb ) / 2
(r r  bb  2 g g ) / 6
Donde r, b y g designan los colores “red”, “blue” y “green” y r , b y g los
correspondientes anticolores. Los tres colores se combinan entre sí para anularse.
Libraré al lector de la infumable matemática asociada a estos rocambolescos
planteamientos conceptuales de la QCD, ya que son del todo surrealistas.
Realmente, ¿pueden tener cualquier pizca de verosimilitud estas complejas
formulaciones de los estados de color mezclado de los rebuscados fantasmales gluones?
¿No será que los teóricos de la QCD están constantemente levitando? La QCD tiene
muchas rarezas conceptuales, muy artificialmente camufladas bajo una gran cantidad de
cosmética matemática. ¿Tiene el planteamiento de la QCD referente a los colores de los
gluones algún atisbo de realismo o simplemente persigue un forzado arreglo
matemático? No hay que confundir la matemática con la realidad física. La matemática
no pasa de ser una aproximación hermenéutica más o menos acertada según cada caso.
Tampoco no hay que asimilar, de forma matemáticamente animista, quarks y gluones,
que son imaginarios comodines matemáticos, a partículas reales. Asimismo, no hay que
pretender haber descubierto experimentalmente los quarks cuando tan solo han sido
extrapolados, sin ser nunca detectados.
Nos encontramos pues con un total de 44 unidades primordiales: 36 quarks y 8 gluones,
todos ellos diferenciados. Lo que queda muy lejos de cualquier pretensión unitaria de la
QCD, además con aplicación restringida a los hadrones, dejando a las demás partículas
sin estructura o con estructura indefinida, como es el caso de los leptones y bosones,
que son partículas esenciales y no son pocas [10.6,7].
Resulta pues difícil superar la carga de artificialidad de los fundamentos conceptuales
de la QCD [10.8]. Asimismo, ¿que sentido físico pueden tener estructuras dadas por las
siguientes formulaciones?
π0 = (u u + d d ) / 2
ρ0 = (u u - d d ) / 2
η = (u u + d d - 2s s ) / 6
η’ = (u u + d d + 2s s ) / 3
K–S = (d s - s d ) / 2
K–L = (d s + s d ) / 2
ω = (u u + d d ) / 2
Seriamente, ¿pueden estas asociaciones fraccionarias de quarks tener algún sentido
efectivo, ya no en una base matemática, sino física? Esto es completamente absurdo!
13
Como puede ser que no se quiera ver que estas complejas formulaciones fraccionarias
son los análogos a los epiciclos, deferentes y ecuantes del modelo Ptolemaico [10.9]. El
hecho de que este se ajustara más o menos adecuadamente a las observaciones del
momento no supuso que fuera correcto, lo que también se aplica al modelo de los
quarks y gluones de la QCD!
A pesar que la física teórica y la matemática sean como uña y carne, en ambos casos no
hay que confundirlos. Creer que el haber encontrado un desarrollo matemático que más
o menos se acopla a los datos experimentales implica haber descubierto la realidad
física subyacente, indica mucha ingenuidad. Por lo visto, el sentido de la realidad no es
el plato fuerte de los teóricos, al tiempo que practican el “animismo matemático”, al
confundir física con matemática.
Por otra parte, miremos la disparidad y artificialidad de la masa de los quarks:
Top quark:
~170 GeV
Bottom quark: ~ 4.2 GeV
Charm quark: ~1.2 GeV
Strange quark: ~ 0.12 GeV
Down quark: ~ 4.0 MeV
Up quark: ~ 2.0 MeV
Los gluones por su parte no tienen masa.
Como resumen de todo lo explicitado sobre los planteamientos de la QCD: ¡que no falte
la fantasía!
La QCD quedará como el ejemplo perfecto del divorcio entre matemática y realidad
física.
Los teóricos de la QCD han realizado el excepcional logro de demostrar la existencia
de lo que no existe.
Sería arduo emular la artificiosidad del planteamiento conceptual de la QCD, con sus 36
quarks tri-cromáticos, con dos cargas eléctricas fraccionarias, y disparatadas masas
artificiosamente encajadas, más sus 8 gluones cromáticos, lo que significa un total de 44
unidades básicas. A nuestro entender, creer que semejante zoo de elementos
primordiales pueda hallarse en el mismísimo origen de la materia supone tener muy
atrofiado el sentido de realismo. Por no hablar de su extremadamente forzado soporte
matemático, con unas dos decenas de parámetros de ajustes, entre 18 y 24 según las
diferentes versiones del modelo estándar. Y toda esta engañosa complejidad se aplica
tan solo a una parte de las partículas elementales, el resto de ellas ni siquiera llegan a
tener una estructura definida, y todo ello sin lograr una unicidad representativa.
El modelo estándar se mantiene en base a una constante propaganda acerca de unos
supuestos virtuosos logros por parte de los grandes centros para justificar su existencia y
sus enormes gastos. Las proclamas de los portavoces del modelo estándar se parecen a
las de una campaña electoral, o sea con una total carencia de espíritu crítico,
sobrecargando los escasos resultados tangibles e inventándose otros. Por ejemplo, por
urgencia coyuntural, el bosón detectado en el LHC [10.10] fue apresuradamente
asimilado a un bosón de Higgs, supuestamente mediador de la masa, con el fin de dar
artificiosamente una extrema relevancia a la supuesta hazaña. Además, en un delirio
a-científico, fue bautizado con muy mala fortuna “partícula de Dios” en su divulgación
mediática, por sugerencia del editor del correspondiente libro y con la complicidad del
autor, premio Nobel, y el divino estatus de este famoso bosón fue profusamente divulgado
en los media. ¡Un asunto vergonzoso y muy irrespetuoso hacia el espíritu científico!
14
Aparte del altísimo fardo especulativo, el modelo estándar no tiene poder reductivo,
sino que desemboca sistemáticamente en crecientes retorcidas complicaciones propias
de los planteamientos errados. Recordemos la complejidad del modelo geocéntrico de
Ptolomeo, que requería que cada planeta tuviera un epiciclo girando alrededor de un
deferente, desplazado por un ecuante diferente para cada una de ellas, previo al modelo
heliocéntrico de Copérnico, a las aportaciones de Kepler y Galileo, y a la comprensión
mediada por la ley de la gravedad universal de Newton. A pesar de que el modelo
Ptolemaico se ajustaba bastante bien a las observaciones de su época, resulta claro no
obstante que los epiciclos eran artificiales, tal como lo son los quarks, con sus seis
sabores, sus tres colores, sus cargas fraccionarias, sus disparatadas masas, y los gluones
con sus ocho híper ficticias combinaciones de colores de la cromodinámica cuántica
(QCD).
Al igual que resultaron ficticios los epiciclos, deferentes y ecuantes de Ptolomeo, y que
Copérnico propuso eliminarlos, para lo cual era necesario un paradigma nuevo en el que
los planetas, incluyendo la Tierra, giraran alrededor del Sol, algo parecido queda por
hacer con el modelo estándar donde los quarks y los gluones son el equivalente de los
epiciclos, deferentes y ecuantes. Bien podría calificarse pues el modelo estándar de
“modelo Ptolemaico de las partículas elementales”.
Además, los defensores del modelo estándar exteriorizan la estrechez de su cultura
científica al afirmar que es el único modelo disponible, en lugar de decir que es el único
que conocen y el único que se les permite contemplar. Cualquier artículo de ideario
distinto es descartado, con lo cual no es de extrañar que se pretenda luego que es el
súmmum de los modelos disponibles, ya que los de otro corte son alegremente
ignorados. Una “ciencia” que se niega a confrontar distintos planteamientos no es
ciencia sino autocracia, sustentada por los grandes centros de investigación en defensa
de sus intereses particulares, a la vez que traiciona el genuino espíritu científico.
Puesto que los promotores y adeptos del modelo estándar y sus séquitos, por lo visto
nunca serán capaces de reconocer que se han adentrado por un camino equivocado,
mantendrán la física de partículas elementales en un longevo estado de estancamiento y
perpetuo enredo, que ha perdurado ya cinco décadas, desde 1964. “A río revuelto
ganancia de pescadores”. Por otra parte, la actual minoría que se ha vuelto consciente de
que el modelo estándar es un disparate conceptual, sueña con una nueva física que no
acaba de vislumbrar.
En un intento, ¡me temo que bastante arriesgado!, de darle algo de sentido a la
invención de los quarks se podría suponer que la estructura cuántica, o sea la
distribución de densidad de carga de los mesones se subdividiría en dos partes y la de
los bariones en tres. Pero es mucho suponer!
11. Breve Historia conceptual de la QCD
Ahora, abordemos brevemente la evolución histórica de la QCD desde su surgimiento
en 1964 [11.1]. En su primera elaboración la QCD se basaba en un trío de quarks, que
dicho sea de paso, por aquel entonces eran más bien vistos tan solo como comodines
matemáticos para abordar la supuesta subestructura de los pocos hadrones descubiertos.
Así pues mediante el supuesto de una subestructura compuesta por tres diferentes
15
quarks, se pretendía dar cuenta del escaso conjunto de hadrones. Pero a medida que los
experimentos fueron aportando más datos resultó que el número de hadrones
descubiertos fue aumentando, de modo que con tan solo tres quarks ya no se podía dar
cuenta de todos ellos. Así que fue necesario aumentar su número, introduciendo un
cuarto quark, o sea otro comodín matemático.
Todo fue bien durante un tiempo, pero la Naturaleza se empeñó en fastidiar a los
teóricos, dado que se fueron descubriendo más hadrones, que ya no podían ser
explicados con solo cuatro quarks diferentes. Algo escarmentados, nuestros agudos
teóricos decidieron curarse en salud e introducir esta segunda vez no un nuevo quark
sino que dos nuevos quarks, disponiendo pues ahora de un conjunto de seis quarks
distintos, lo que a buen seguro permitiría dar cuenta de todos los hadrones descubiertos
y por venir, mediante las apropiadas combinaciones de quarks en pares (mesones) y
tríos (bariones) [11.2, 3]. ¡Una oportunista estrategia descaradamente especulativa!
De nuevo hubo un tiempo de respiro, pero aparecieron más hadrones que no encajaban
en el nuevo esquema de seis quarks, combinados en dúos y tríos. Era pues de prever que
apareciera quien propusiera la necesidad de introducir un séptimo quark. Pero esta vez
la propuesta fue rechazada por la dirección del CERN. Os preguntaréis el porqué de esta
negativa a seguir con tan suculenta estrategia. Pues la razón fue que con la inmensa
tarea que había supuesto lograr ajustar todos los parámetros asociados al conjunto de
seis distintos quarks, no se iban a echar por la borda los laboriosos ajustes elaborados
durante años, para empezar de cero y tener que volver a ajustar todos aquellos
parámetros tan artificialmente logrados, en particular la masa de los diferentes quarks.
¡Así que nos quedamos sin el séptimo quark!
Para remediar los problemas de los hadrones emergentes se cambió de estrategia,
aceptando sistemas compuestos de más de tres quarks, y así pasamos a disponer de los
controvertidos tetra y penta quarks.
Repasemos rápidamente las propiedades esenciales de los quarks. Ya hemos expresado
que actualmente disponemos de seis variedades de quarks, diferenciados por lo que se
ha convenido en llamar sabores. A cada sabor corresponde pues un tipo concreto de
quark y cada sabor tiene tres colores. Sin tener que profundizar mucho en la aritmética
esto nos proporciona un conjunto de 18 quarks distintos. Pero no hay que olvidarse de
los antiquarks, que también son 18, lo cual nos provee de un conjunto de 36 quarks. Así
pues, para dar cuenta de todos los hadrones descubiertos, disponemos de 36 canicas
distintas, que se asocian en grupos de dos, tres, y auxiliarmente de cuatro y cinco. ¡Así
de trivial, pero hay que reconocerlo, no todos alcanzamos semejante grado de inventiva!
Otro aspecto muy interesante de tan hábil movida intelectual es que los quarks pasaron
de ser vistos como meros comodines matemáticos a ser considerados objetos físicos
reales. Pero entonces al adquirir el estatus de cuerpos físicos, surgió la necesidad de un
vehículo que tuviera la capacidad de mantener los quarks aglomerados en bolitas de dos,
tres, etc. Así que ni cortos ni perezosos nuestros agudos teóricos se sacaron de la
manga los llamados gluones. No os perdáis la Historia de los gluones que también,
como no podía ser de otro modo, es suculenta. Decidieron que los gluones iban a ser de
ocho tipos diferentes para lograr dar cuenta del confinamiento de los quarks en todos los
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distintos conjuntos asociativos. Por si la situación no fuera lo suficientemente
complicada, a todo este embrollo se le añadió un toque folclórico al atribuir a los
gluones diversas complejas combinaciones de colores.
¡Que no falten las perlas conceptuales! Perdonaréis el tono burlón del relato, pero es que
la Historia de la QCD es tan grotesca que no logro expresarla de otro modo. Mi
propósito que a buen seguro resultará totalmente vano, es que los teóricos de la QCD y
el aparato propagandístico del CERN adquieran algo de sentido común y que no nos
tomen a todos por necios, incapaces de verles el plumero. Los defensores del Modelo
Estándar están haciendo el ridículo a la vez que un flaco favor a su credibilidad al
defender un modelo conceptualmente tan fantasioso y esperpéntico.
Se nos iba a olvidar mencionar un aspecto acerca del tema de los gluones. En un
arranque de entusiasmo algunos se inventaron nada menos que los “glue balls”, que son
partículas solo hechas de gluones. ¡Ya que estamos en pura fantasía, porque no! Para los
que no estén familiarizados con este tema, vamos a explicar en términos coloquiales lo
que son los gluones. Resulta que para confinar los quarks se necesitaba unirlos con
“cola”. En ingles glue significa cola. Hay 8 variedades, o sea que los quarks están
unidos por 8 tipos de cola. ¡Sin duda toda una hazaña. No todos nosotros llegamos a
tener tanta imaginación, para eso hay que ser un experto de la QCD!
12. Estrategia conceptual del modelo orbital
A diferencia del modelo estándar que recurre a 44 elementos primordiales totalmente
artificiales (36 quarks y 8 gluones), el modelo orbital apela a un único elemento, hoy día
muy familiar, la carga eléctrica entera, teorizada ya en 1838 por Richard Laming [12.1]
y descubierta en 1897 por Joseph J. Thomson et al [12.2]. Al ser directa su detección, la
carga eléctrica entera no representa un comodín imaginario como lo son los invisibles
quarks, sus sabores, sus colores, sus cargas eléctricas fraccionarias, así como los
asociados pegadizos gluones, también coloreados. Los quarks nunca han sido
detectados, sino tan solo indirectamente deducidos mediante los postulados
matemáticos de la QCD, lo que no equivale a una observación directa. A la hora de
revindicar un logro como la evidencia de los quarks, sería de agradecer menos
propaganda interesada y más integridad intelectual. A la larga esta actitud corroe la
ciencia y la desvirtúa. En cuanto a los gluones, inventados para supuestamente dar
cuenta de la extravagante cohesión de los quarks en pares, tríos, cuartetos y quintetos,
son un sobresaliente lujo de fantasía.
Así pues, el modelo orbital sólo utiliza la carga eléctrica entera y no apela a partículas
imaginarias y con características fantasiosas. La amplia distribución de masas discretas
asociada a la carga eléctrica unitaria (e±, ±, π±, K±, p±, etc.) sería el reflejo de una
amplia distribución de estados cuánticos, correspondientes a la variedad de una siempre
vigente dinámica estructural de una confinada carga eléctrica vector, que forma el
orbital estructural de la partícula.
En breve, no hay que confundir e±, que es un estado cuántico de la carga eléctrica q±,
que es un cuerpo físico. Por ejemplo, ±, π±, K±, p±, etc., no son más que diferentes
estados cuánticos ǀq±> de la carga q±. Por su parte las partículas neutras, al estar todas
ellas formadas por la cinética giro-oscilatoria de un dipolo estructural patrón (q– . q+),
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representan sus distintos estados cuánticos <q– ǀ q+>, que también se pueden expresar
de forma análoga mediante la función de onda estructural ψ, como <ψ – ǀ ψ +>.
13. Análisis comparativo del modelo estándar y del modelo orbital
El planteamiento propuesto proporciona una alternativa refrescante frente a la colosal
artificialidad de la base conceptual del modelo estándar, cuyos desarrollos han dejado
de ser creíbles al desembocar en una creciente complejidad y desenfrenada huída hacia
adelante, sin resolver no obstante una larga lista de problemas fundamentales. Además,
la estrategia matemática del modelo estándar, basada en el incremento de los grados de
libertad cada vez que se presenta una dificultad, resulta altamente contraproducente y
embrolladora.
El lector atento podrá apreciar la ligereza del modelo orbital frente a la pesadez del
modelo estándar, y su sencillez frente a la complejidad y artificiosidad de dicho modelo
con sus seis ficticios quarks, con sus seis sabores, sus no menos arbitrarias cargas
fraccionarias así como sus tres colores cuánticos, sus postizas masas, y el rocambolesco
confinamiento sellado de los quarks, todos ellos sujetos a los quehaceres de ocho tipos
de gluones cromáticos con propiedades de lo más pintorescas. La QCD del modelo
estándar es sinónimo del advenimiento de la fantasía conceptual descabellada y del
entierro del realismo!
Insistimos, ¿qué sentido físico puede tener la extraña y desconcertante composición de
del mesón π0, que en términos de quarks es definida como: π0 = (u u + d d ) / 2 y
también la del mesón: η = (u u + d d - 2s s ) / 6 [13.1,2,3]. ¿Tienen semejantes
combinaciones fraccionarias de quarks algún viso de realidad física, o representan
simplemente comodines matemáticos, o sea, uno más de los trucos mágicos de la QCD?
De hecho es difícil superar la rocambolesca artificialidad del modelo estándar.
En contraste, el modelo orbital solo apela a elementos bien conocidos, como la carga
eléctrica entera, y al concepto físico de orbital extraído de la física atómica, así como al
concepto matemático de estado cuántico extraído de la mecánica cuántica, todos ellos
firmemente establecidos. En este contexto las partículas elementales se diferencian tan
solo por los estados cuánticos de un único patrón estructural, hecho que hace el modelo
orbital exhaustivamente unitario. A continuación vamos a considerar algunas
extensiones del modelo orbital.
Esperamos que el lector haya valorado la naturalidad del modelo orbital frente a la
complejidad del modelo estándar y que le haya resultado pues mucho más fácil asimilar
la base conceptual del modelo propuesto que la del modelo estándar.
14. Relación entre el fotón y el espacio
El fotón abre una ventana al espacio a-energético. Para adentrarse en él, basta con
seguirle el rastro. Así que bienvenidos al mundo a-energético ya que es la matriz del
cosmos.
Comúnmente se considera que cuando un fotón es absorbido simplemente desaparece,
sin ahondar más la cuestión. Una actitud poco meritoria. ¿Qué es lo que desaparece, la
totalidad del fotón, o desaparece solo su energía al cederla al material receptor,
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subsistiendo su corporeidad estructural? Aún en el supuesto de no conocer su estructura,
la pregunta sigue vigente. Ya que generalmente se contempla la mera desaparición del
fotón, exploraremos aquí el segundo caso que supone la sola entrega de su energía,
considerada de hecho energía vibratoria de su superviviente estructura. Simplemente el
fotón transita del estado energético al a-energético. Consideramos pues que cuando es
absorbido sigue “vivo y coleando”, pero eso sí, en un estado que se podría calificar de
hibernación energética. Este trivial supuesto tiene no obstante una implicación
sobresaliente, que nos llevará a adentrarnos en el diáfano mundo a-energético.
Todos los fotones acaban tarde o temprano perdiendo su energía al ser absorbidos por
algún cuerpo material, volviendo a un estado a-energético, que consideraremos ser su
estado fundamental. Por lo tanto, un fotón “virtual” en la jerga oficial, o sea,
“a-energético” en la nuestra, pasa a ser un fotón observable al adquirir energía mediante
la vibración de su estructura bipolar, emergiendo pues en nuestro mundo energético.
Pero centrémonos en el estado oculto de los fotones des-energizados, y recordemos que
en cada instante es inconmensurable la cuantía de fotones energéticos que pierden su
energía al ser absorbidos. No hay escapatoria, estamos ahora adentrados en el mundo
a-energético, ya que al igual que Ulises que después de un largo viaje por nuestro
mundo terrenal volvió a su pueblo natal, tarde o temprano los fotones vuelven todos a
su originario estado fundamental a-energético.
La siguiente consideración nos lleva a tomar conciencia de que el espacio está poblado
por estos fotones des-energizados, o desde una perspectiva más amplia, por una
eventual variedad de cuántos en estado a-energético. Por otra parte, ya que
supuestamente dichos cuántos constituyen el estado esencial del espacio, se puede
extrapolar que su población pudiera ser mayor que la de los fotones energéticos. Una
inversión de población, como ocurre con el láser en que los estados excitados pueden
superar en número a los que no lo están, es poco probable. Así pues, es poco dable que
la población de cuántos energéticos supere la de los cuántos a-energéticos. En
consecuencia, esto nos lleva a reconsiderar la concepción convencional del espacio
cósmico. El nuevo paradigma nos incita a efectuar una inversión referencial. El
elemento primordial pasa a ser el espacio y no la materia, que simbólicamente resulta
ser “hija” del espacio. Así pues, el espacio estaría relleno de una población primordial
de cuántos en un estado fundamental a-energético, y de modo secundario, por una
población de cuántos energéticos, que abarcaría tanto los fotones como el resto de
partículas, vistos ambos como estados excitados de sus precursores estados
fundamentales a-energéticos.
Concebir el espacio poblado por cuántos a-energéticos levanta barreras intelectuales y
proporciona los medios para la reinterpretación de muchos fenómenos que actualmente
solo son descifrados en términos matemáticos, en tanto que su esencia física no se
trasluce claramente. Sin ir más lejos, en cuanto a la mecánica cuántica se refiere, dicha
concepción permite abordar en términos causales lo que actualmente se interpreta
meramente en términos probabilísticos. Los fenómenos cuánticos podrían ser
reinterpretados en términos físicos si se introduce la influencia del entorno espacial
circundante, poblado de cuántos a-energéticos. También permite reinterpretar la
irracional incongruencia de la dualidad onda-partícula considerando que la onda creada
por la partícula se propaga por el medio espacial que le envuelve.
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Así pues la partícula deja de tener una naturaleza dual, ya que el aspecto ondulatorio
pasa a ser propiedad del espacio circundante. La partícula crea una onda en su entorno
al igual que una onda en el agua creada por el impacto de una piedra, o al igual que un
abejorro crea un zumbido al afectar su entorno, por el cual se propaga la onda sonora
emergente. ¡Análogamente, sería pues extravagante establecer la dualidad
abejorro-zumbido, y asumir que el abejorro tuviera un estado dual, uno puntual y otro
extendido en forma de onda! La incongruencia de la dualidad onda-partícula es
consecuencia de la omisión de su entorno espacial.
A la hora de considerar la naturaleza y conducta de cualquier partícula hay pues que
tener en cuenta su entorno inmediato, sin lo cual se desemboca e.g. en la ya mencionada
irracionalidad como representa la dualidad onda-partícula, que supone una doble
naturaleza con características totalmente incompatibles. Este escollo conceptual tiene
solución inmediata cuando se introduce el concepto de entorno espacial. Para poder
ahondar en la naturaleza e influencia del entorno es necesario reconsiderar la naturaleza
del espacio. En efecto, su naturaleza ha sido poco entendida y mal enfocada.
Resulta sorprendente que se haya atribuido propiedades físicas al espacio sin haberle
previamente dotado de una corporeidad física, en lugar de idearlo como puramente
vacío. Por ejemplo, el concepto de curvatura del espacio-tiempo desarrollado por
Einstein exige que éste tenga un cuerpo físico, pues el espacio comúnmente concebido
como vacío no puede tener curvatura, ya que la Nada no puede tener propiedad alguna.
Por otra parte, la fusión del espacio y del tiempo en una sola entidad, fue útil en el
marco matemático, pero resulta ambigua en cuanto a una descripción más explícita de la
realidad física del espacio, la cual requiere incluir su naturaleza cuántica, lo que nos
proporcionaría el cuántico-espacio-tiempo.
Un ejemplo que apunta a que el espacio tenga una textura física lo proporciona el
experimento de las dos rendijas de Young [14.1], pues las franjas interferométricas
serían el reflejo de las interferencias compuestas por las ondas creadas por la partícula
en el espacio circundante. Por tanto, el aspecto ondulatorio, impropiamente asociado a
la partícula, resultaría de la perturbación creada en el espacio, y ya no de la supuesta
dualidad onda-partícula.
Mencionamos esto ya que el espacio ha sido tradicionalmente concebido como
vacuidad. Es pues sorprendente que sin ser concebido como un cuerpo físico se le haya
otorgado propiedades físicas, puesto que solo si se considera que tiene una textura física
se le pueden atribuir propiedades físicas. De hecho, el espacio resulta ser una entidad
física con escurridizas propiedades cuánticas sutilmente etéreas. Reiteramos que cuando
el espacio es concebido como un cuerpo físico, entre otras ventajas la dicotomía ondapartícula se resuelve por sí misma, ya que proporciona entonces un medio de
propagación de la onda. Ello nos permite volver a diferenciar entre partícula y onda,
contemplando la partícula como fuente de la onda.
La indagación del proceso de absorción del fotón nos ha llevado al espacio a-energético
como elemento primordial. Disponemos pues de un nuevo elemento para reinterpretar
nuestro entorno espacial y los procesos físicos que ocurren en él. Esperamos que esta
nueva herramienta conceptual inspire a muchos lectores y sepan sacarle provecho en sus
distintas disciplinas. Consideramos que encerrarse en un mundo puramente energéticomaterial es signo de declive intelectual.
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Referente al proceso de emisión de luz se da comúnmente por sentado que los fotones
se crean. Más precisamente, se asume que los fotones están creados por transiciones
electrónicas. No obstante, en el marco del modelo orbital se asume que los fotones no
son realmente creados, sino que proceden de la excitación energética de los cuántos
a-energéticos preexistentes en el espacio, al cual le confieren una corporeidad etérea.
Así pues, si se considera que nada es creado sino que solo se producen transiciones
cuánticas, hay que asumir entonces que la emisión de fotones surge de la excitación de
los preexistentes cuántos del espacio. Así pues todos los procesos corresponderían a la
actividad de la matriz espacial auto-existente.
15. Unificación del espacio, del fondo cósmico de microondas, y de la materia
El espacio cósmico, su fondo de microondas y la materia pertenecen los tres a una
misma entidad y son distintas manifestaciones del cuerpo del espacio. El espacio
cuántico no está vacío sino poblado por cuántos a-energéticos, tal vez en distintos
estados cuánticos. Presumiblemente, la mayor población la constituye el estado
fundamental de estos cuántos. El primer estado excitado lo representa el fondo cósmico
de micro-ondas que cubre un amplio espectro de cuántos excitados de bajas energías, o
sea, fotones con grandes longitudes de onda que se extienden en el infrarrojo lejano y
las microondas. El estado excitado siguiente lo constituye la materia, formada por
cuántos excitados a mayor nivel, algunos de los cuales se disocian y por tanto resultan
con carga eléctrica: (q+. q‒) → (q+) + (q‒). En este segundo nivel los cuántos han
adquirido energía y masa, y abarca el amplio rango de las partículas elementales.
El primer estado excitado de los cuántos del espacio cósmico ha adquirido energía
pero no masa, y está constituido por los fotones del fondo de microondas y del
infrarrojo lejano. El segundo estado excitado de los cuántos primordiales ha adquirido
energía así como masa, y cubre la amplia gama de partículas elementales.
Resulta que en el espacio hay unos cien mil fotones del fondo cósmico por cada
partícula elemental con masa, lo que pone de manifiesto que el primer estado excitado,
compuesto de fotones, es mucho más densamente poblado que el segundo, compuesto
de bariones y mesones, fermiones y bosones [15.1]. Así que, ordenadamente el
Universo está compuesto de cuántos a-energéticos, seguido de cuántos energéticos pero
carentes de masa representados por los fotones del fondo cósmico, y finalmente de
cuántos masivos que forman la materia. En cada paso la población podría ser menor.
16. La dualidad onda-corpúsculo o la unicidad partícula-fotón-espacio
Siempre que las partículas elementales estén consideradas independientemente de su
entorno espacial, sus propiedades cuánticas no llegarán a entenderse claramente sobre
una base física, sino solamente sobre una base matemática. La dualidad onda-partícula
es un arquetípico concepto equivocado [16.1,2,3]. Las partículas tienen una única
naturaleza, la corpuscular. Lo que oscila es el entorno espacial de las partículas
elementales, ya que su estructura, por ser oscilatoria crea una onda espacial. En
consecuencia, las partículas parecen actuar como ondas, a la vez que están sometidas a
las ondas que ellas mismas han creado en su entorno espacial.
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Su aparente naturaleza como onda proviene pues de las ondas que crean en su entorno
espacial. Además cuando estas ondas espaciales interactúan entre sí crean interferencias
que corresponden a ondulaciones del propio espacio. Este sencillo enfoque nos salva de
la creencia esquizofrénica de la doble naturaleza de las partículas. Ésta se sustenta en la
concepción del espacio como pura vaciedad, como vacío absoluto.
Cuando la matemática entra en conflicto con la lógica, hay que darle siempre la
prioridad a la lógica. Si dejamos que se introduzcan interpretaciones irracionales
extrapoladas de la matemática, aún que ésta sea funcional, como e.g. la cuántica,
estamos perdidos! Cada matemática tiene sus peculiaridades que no hay que extrapolar
irreflexivamente a la física, como es el caso del fotón cruzando a la vez las dos rendijas
en el experimento de Young, así como la irracional dualidad onda-partícula y el famoso
gato de Schrödinger, que supuestamente es vivo y muerto a la vez siempre que no se
compruebe su estado.
Además, distintas matemáticas suelen darnos diferentes visiones de la realidad, y como
varían con el tiempo, nos proporcionan cambiantes concepciones de la realidad física,
cuya esencia no obstante nos aparece experimentalmente única i constante.
17. Composición, propiedades y cosmología del espacio
Si, como dijo metafóricamente Carl Sagan, “somos polvo de estrellas”, nosotros
añadimos que somos a la vez “semillas” del espacio, pues de él provienen las partículas
elementales, que no son más que cuántos espaciales energéticos, que se fueron
agrupando hasta formar el polvo cósmico, que acabó condensándose en estrellas.
Hemos visto que los fotones, al ser absorbidos, tan solo cedían su energía al material
receptor, conservando su estructura, lo que conlleva su transición a un estado
a-energético, como resultado de la pérdida de su oscilación estructural.
Ahora bien, del mismo modo que en la dimensión energética existe una multitud de
estados cuánticos, se podría extrapolar la posibilidad de que los cuántos a-energéticos
pudieran hallarse también en diversas configuraciones cuánticas a-energéticas, todas
ellas en equilibrio estructural. Este supuesto implicaría que el espacio estuviera poblado
por una variedad de cuántos en estado energético nulo. Esta eventualidad daría lugar a
que el espacio fuera poblado por una diversidad de cuántos a-energéticos, y que éstos
formasen una matriz estructurada y organizada, con actividad funcional, de modo
similar al mundo energético. En este hipotético caso coexistirían dos mundos
organizados, uno energético que compone nuestro universo material, y otro a-energético
extendiéndose por todo el espacio cósmico.
Por otra parte, se podrían propagar a través del espacio ondas a-energéticas que
corresponderían a la fluctuación de la densidad de población de los cuántos
a-energéticos. En el supuesto caso de que se lograse modular estas ondas, se conseguiría
transmitir información al igual que con las ondas electromagnéticas.
Asimismo, a escala microscópica, estas ondas podrían interferir entre sí y formar
distribuciones irregulares de la densidad de cuántos a-energéticos, configurando algunos
entornos espaciales, como por ejemplo las franjas interferométricas del experimento de
las dos rendijas de Young y los orbitales atómicos. Los orbitales electrónicos serían el
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reflejo de estas configuraciones del espacio en el entorno del núcleo, actuando como
guías para los electrones orbitales, en concordancia con Bohm, que reinterpretó la
mecánica cuántica de tal manera que las trayectorias de las partículas fueran guiadas
[17.1].
El estudio de la naturaleza y propiedades del espacio constituye el reto del futuro. Para
ello será necesario intentar lograr detectores de los cuántos a-energéticos, ideando y
construyendo sensores sensibles a estados cuánticos a-energéticos y/o a las variaciones
de la densidad cuántica del espacio. Claro que es muy posible que estas consideraciones
sean prematuras y que el camino sea aún muy largo. No obstante, recordemos que al
principio la electricidad fue considerada un fluido de consistencia desconocida y que
solo posteriormente se descubrió que era una corriente de electrones. Pero también
podría ser que adentrarse en la naturaleza del espacio nos resulte inalcanzable. Solo el
futuro responderá, pero tengamos en cuenta las consideraciones siguientes.
Los cuántos a-energéticos podrían eventualmente ser los mediadores del teletransporte y
del entrelazamiento, proporcionando un soporte físico a estos misteriosos fenómenos.
También podrían dar una explicación al principio de Huygens [17.2,3], que estipula que
cualquier punto a lo largo de la trayectoria de la luz actúa como una nueva fuente de una
onda lumínica esférica, propagándose en todas las direcciones. Por si fuera poco,
también podrían proporcionar una explicación racional al experimento de las dos
rendijas de Young, si se considera que son las ondas espaciales creadas por la partícula
incidente que al traspasar las dos rendijas interfieren entre sí formando un patrón
interferencial cuyas franjas guían la partícula una vez que ha cruzado una de las dos
rendijas, o sea, mediante los surcos espaciales producidos por las interferencias de las
ondas espaciales. En particular, darían una explicación racional al caso de las
interferencias producidas por fotones emitidos uno a uno, y nos salvaría de la
interpretación esquizofrénica de que cada fotón pasa por las dos rendijas a la vez, o que
su probabilidad de presencia en cada rendija es del 50% siempre que no se haga una
medición, en cuyo caso es del 100% en una de las dos rendijas, en consecuencia del
resultante colapso de la función de onda.
Para los lectores interesados, resaltamos que el modelo orbital, aquí aplicado al fotón, se
extiende a todas las partículas elementales sin excepción alguna, tanto a las neutras
como a las que tienen carga eléctrica neta. El modelo fue ideado en 1967 y el primer
artículo sobre sus fundamentos data de 1999. No obstante, a pesar de que hoy día el
artículo pueda resultar algo escueto, su base conceptual sigue vigente: “Fundamentals of
the Unitary Orbital Conception of Elementary Particles and their application to the
Neutron and Nuclear Structure”, puede conseguirse en la referencia [17.4]. Pueden
también echar un vistazo a este otro articulo: “Two new, more precise ways to obtain
the coupling constant of the muon and the electron. The g factor and the origin of mass”
[17.5]
18. Experimental
a. Resultados experimentales en concordancia con el modelo orbital
Tanto la escisión de los fotones en pares: γ → e− + e+, como el proceso inverso de su
recombinación en fotones, respaldan la estructura propuesta del fotón en el modelo
orbital, ya que es la interpretación más directa y sencilla, que consiste en otorgarle una
estructura constituida por cargas eléctricas enteras que forman un dipolo giro-vibratorio.
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a.1. Desintegración del fotón en pares e+ y e–
e+
γ
γ
→
e+
+
e–
Z
mv
e–
Las esferas representan el orbital estructural trazado por las cargas eléctricas. El
estado cuántico del orbital define la partícula elemental resultante.
El fotón debe tener una energía mayor que la suma de la energías equivalentes a la masa
en reposo del electrón y del positrón (2 * 0,51 MeV = 1.02 MeV) para que su escisión
pueda producirse [18.a.1.1]. Además debe colisionar contra un núcleo atómico con el
fin de satisfacer la conservación del momento lineal. Un par electrón-positrón no puede
darse en el espacio libre a partir del fotón porque no se puede satisfacer a la vez la
conservación de la energía y del momento [18.a.1.1]. En consecuencia, cuando se da la
producción de pares por colisión de un fotón contra un núcleo, este experimenta un
retroceso. Para fotones de alta energía, (E > MeV) la producción de pares es el modo
dominante de la interacción de fotones con la materia. Estas interacciones se observaron
por primera vez en la cámara de niebla controlada por contador de Patrick Blackett, por
lo cual se le otorgó el Premio Nobel de Física en 1948.
a.2. Aniquilación electrón-positrón
El proceso inverso corresponde a la aniquilación electrón-positrón [18.a.2.1]. Se
produce cuando un electrón (e–) y un positrón (e+) chocan. El resultado de la colisión es
la aniquilación del electrón y el positrón y la creación de fotones gamma, o a energías
más altas, la posible creación de otras partículas. En el marco del modelo orbital, en la
colisión entre el electrón y su anti-partícula el positrón, además de su fusión en un
fotón, la energía liberada se transfiere a los cuántos a-energéticos del espacio
circundante que adquieren así estados cuánticos correspondientes a distintas partículas,
según las condiciones especificas de la colisión y la cuantía de energía liberada.
El caso más sencillo corresponde a la formación de dos fotones, ya que el requisito de la
simultánea conservación de la energía y del momento impide la formación de un único
fotón. Así pues un cuánto a-energético del espacio circundante adquiere energía y pasa
al estado de fotón.
e− + e+ → γ1 + γ2
El fotón γ1 corresponde a la fusión del electrón y del positrón, mientras que el fotón γ2
surge de la excitación energética de un cuánto a-energético circundante. Si la colisión es
muy energética pueden surgir tres fotones, lo que indica la excitación energética de dos
cuántos a-energéticos circundantes. Además en dichas condiciones muy energéticas
estos fotones se pueden desintegrar en distintas partículas, dando lugar a una variedad
de resultados, como por ejemplo:
e− + e+ → γ1 + (e−2+ e+2)
en donde el par (e−2+ e+2) procede de la escisión del fotón γ2.
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b. Nuevos planteamientos experimentales
Los planteamientos expuestos abren un nuevo campo de investigación en el intento de
poner de manifiesto de forma indirecta los cuántos a-energéticos, ya que no son
directamente detectables, y en consecuencia poder afianzar entre otras cosas la
composición del espacio. Para este propósito hay una variedad de fenómenos que
podrían utilizarse, como los de absorción, polarización, conversión ascendente y
descendente, efecto Compton inverso, franjas de interferencia, etc. Se trata de intentar
demostrar que los fotones, cuando son aparentemente “absorbidos”, solo ceden su
energía sin perder su corporeidad, perdurando pues en el espacio en un estado
a-energético. Así pues, vamos a continuación a analizar algunos procesos fotónicos
según el planteamiento conceptual propuesto.
b.1. Proceso de absorción (por un cuerpo negro o un polarizador)
ν
ν=0
filtro polarizador o cuerpo negro
Fig. 1. Esquema de la absorción de la luz
Se persigue demostrar que en el proceso de absorción [18.b.1.1] de hecho los fotones
cruzan tanto el cuerpo negro como el filtro polarizador cualquiera sea su polarización.
En el caso del cuerpo negro todos los fotones incidentes le ceden su energía pero lo
cruzan en estado de fotones des-energizados. En el caso del filtro polarizador los
fotones incidentes que tienen su eje de polarización alineado con el de este, lo cruzan
conservando su energía, mientras que los demás también lo cruzan pero habiendo
previamente cedido su energía al filtro, pasando pues al estado de fotones
des-energizados, lo que los hace invisibles sin que hayan por ello perdido su
corporeidad. Así pues el filtro polarizador solo filtra la energía de los fotones incidentes
en función de su polarización, pero sin retener a ninguno.
b.2. Proceso de emisión
Fluorescencia y fosforescencia: excitación metaestable de un átomo ó una molécula
[18.b.2.1]. Para compuestos fluorescentes que emitan fotones con energías desde el UV
hasta el infrarrojo cercano, los tiempos típicos de decaimiento del estado excitado se
encuentran entre 0.5 y 20 nanosegundos. El tiempo de vida de un fluoróforo es un
parámetro importante para las aplicaciones prácticas de la fluorescencia tales como
la transferencia de energía de resonancia.
Según el planteamiento convencional, en el proceso de excitación de un compuesto
fluorescente o fosforescente, los fotones incidentes que lo hayan excitado simplemente
desvanecen. En el posterior proceso de des-excitación otro fotón es emitido. No
obstante el planteamiento propuesto introduce un matiz referente a la conservación de la
corporeidad de los fotones. En efecto, se considera que los fotones incidentes solamente
ceden su energía, produciendo pues estados atómicos excitados, pero conservan su
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corporeidad estructural y perduran como fotones des-energizados. Inversamente, en el
decaimiento de los estados atómicos excitados, algunos cuántos a-energéticos del
espacio circundante son excitados por captación de la energía liberada por la transición
electrónica, y así pues dichos cuántos a-energéticos mutan al estado de fotones.
Mencionamos una peculiaridad resultante de este planteamiento. Ya que el tiempo de
vida de los estados de excitación fluorescente perdura de 0.5 a 20 nanosegundos, en este
lapso de tiempo los fotones incidentes que han cedido su energía se han alejado una
distancia entre 15 cm y 3 m, en estado des-energizado, suponiendo que han conservado
su celeridad intrínseca c.
b.3. Conversión ascendente
(2 ν) + (ν = 0)
ν+ν
filtro polarizador
lámina convertidora ascendente
Fig. 2. Esquema del doblador de frecuencia
La lámina convertidora ascendente, contiene cristalitos que pueden ser e.g. de KDP,
ADP, LiNbO3, o KTP. Delante se ha incluido un filtro polarizador de modo a poder
regular la intensidad del haz que lo cruza.
El proceso de doblamiento de frecuencia, o convertidor ascendente, consiste en obtener
un haz láser con una frecuencia doble que la del haz láser incidente [18.b.3.1]. Un par
de fotones incidentes ceden conjuntamente su energía al cristal, pasando pues a un
estado des-energizado y consecuentemente a engrosar la población de cuántos aenergéticos del espacio. Luego, el cristal descarga su energía en un solo paso, emitiendo
pues un fotón con una energía doble que la de los fotones incidentes. La emisión de este
fotón resulta de la excitación de un cuánto a-energético del espacio por transferencia
energética.
El balance final es pues de un fotón energético y otro a-energético, procedentes de los
dos precursores fotones incidentes:
γ1 (ν) + γ2 (ν) → γ (2ν) + γ (ν = 0)
En este planteamiento se considera que hay conservación de los cuántos, y que ni se
desvanecen los fotones absorbidos ni hay creación de fotones en el proceso de emisión,
sino tan solo un proceso de des-energización y energización. El planteamiento oficial
solo considera escuetamente la absorción de dos fotones y la posterior emisión de un
único fotón, o sea, la resultante conversión de dos fotones en uno con el doble de
energía. Así pues, solo atiende la conservación de la energía sin atender la conservación
de los cuántos.
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b.4. Conversión descendente
haz desdoblado
haz láser incidente
ν/2
ν
filtro polarizador
lámina convertidora descendente
Fig. 3: Esquema del doblamiento de fotones
En este esquemático dispositivo para el doblamiento de fotones (“down conversion”:
conversión descendente) [18.b.4.1,2] la intensidad del haz láser incidente puede ser
reducida hasta anularla mediante un filtro polarizador. Para ello se dispone de una
lámina polarizadora colocada junto a una hoja de polymethyl methacrylate sobre la cual
se ha depositado una capa convertidora descendiente e.g. de nanocristales de
Eu(3+)-doped NaGdF4. Cuando el eje de polarización del haz láser está alineado con el
de la lámina polarizadora el haz la cruza y alcanza la capa convertidora descendente y
en consecuencia fotones incidentes se “desdoblan” en un par de fotones con la mitad de
energía. Así pues, el fotón incidente transfiere su energía a un cristalito de la lámina
convertidora descendiente excitándolo a un determinado nivel y luego se des-excita en
dos pasos, generando un fotón en cada uno. Cuando los ejes de polarización son
ortogonales los fotones incidentes descargan su energía en el filtro y cruzan el
dispositivo en estado des-energizado.
Enfatizamos que en el marco conceptual propuesto no hay nunca creación de partícula
alguna sino tan solo la excitación energética de cuántos a-energéticos del espacio que
adquieren pues el estado energético, en una variedad de cuantizaciones dables.
19. Conclusión
Hemos desarrollado un modelo unitario a partir de un único elemento primordial, la
carga eléctrica unitaria, en lugar de los 18 tri-cromáticos quarks, los 18 tri-cromáticos
antiquarks y los 8 cromo-complejo-fraccionarios gluones. O sea que la base de la QCD
se sustenta en un total de 44 elementos primordiales, que se aplican tan solo a los
hadrones y por tanto no es unitaria. Este artículo ofrece una alternativa refrescante al
monopolio del modelo estándar, e invita los físicos a ampliar sus miras, contrastando y
evaluando diferentes puntos de vista.
A partir de una sencilla pesquisa sobre el proceso de absorción del fotón nos hemos
adentrado en el espacio cuántico, a la vez que definiendo su contenido más inmediato,
los fotones des-energizados. Además, hemos justificado lo propuesto planteando una
estructura elemental del fotón, formado por un dipolo eléctrico (q+. q–). También hemos
razonado su estructura teniendo en cuenta su disociación en un electrón y un positrón, o
a la inversa, la formación de fotones al fusionarse.
El propuesto modelo estructural del fotón nos ha permitido entender de forma sencilla
lo que le sucede a un fotón cuando es supuestamente “absorbido”: solo cede su energía
estructural oscilatoria, conservando su estructura dipolar que muta a un estado
a-energético.
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El fotón constituye una ventana abierta al espacio, ya que al ser absorbido, lejos de
desvanecerse, preserva su estructura y solo cede su energía, pasando pues a ser un
cuánto a-energético. Por tanto, el fotón nos ha desvelado que existe otro mundo que nos
es oculto por ser a-energético, poblado por los fotones des-energizados, que engloba la
totalidad del espacio cósmico. Hemos pues invertido el origen referencial, que pasa a
ser el espacio en lugar de la materia. El espacio, tradicionalmente concebido como
vacuidad, pasa a ser la fuente de todo lo existente.
El simple supuesto de que la estructura del fotón sobrevive a su vaciado energético al
transferir su energía al material receptor, cuando es absorbido, nos ha adentrado en la
naturaleza del espacio, sugiriendo que está poblado de fotones des-energizados, o en
términos genéricos, de cuántos a-energéticos. El espacio se puede pues entrever como
una matriz primordial, repleta de cuántos a-energéticos, que cuando resultan excitados,
pasan al estado energético, el cual conforma nuestro mundo material, que puede ser
contemplado como una excrecencia del espacio.
Así pues, nuestro Universo se puede subdividir en dos partes, una constituida por el
espacio, también llamado vacío cuántico, poblado por los cuántos en el estado
fundamental a-energético, y la otra parte por los escasos cuántos excitados a un estado
energético estable, que compone su contenido material. Se puede considerar que el
espacio cuántico constituye el estado primordial del Universo, y su contenido material
puede verse como estados excitados a distintos niveles. El primer nivel de excitación
del espacio cuántico correspondería al fondo cósmico de microondas, y el segundo, a las
partículas elementales.
También es relevante destacar que hay un constante vaivén de la mayoría de las
partículas elementales que no son más que efímeras excitaciones de los cuántos del
espacio, que regresan de forma instantánea a su estado a-energético, a excepción de
unos pocos casos, como e.g. el electrón, el protón, el fotón y los neutrinos, que son
estables y forman nuestro familiar mundo energético.
Y ahora me dirijo a vosotros los jóvenes científicos, ya que representáis el futuro. No os
dejéis viciar intelectualmente por los intereses económicos de ciertos grandes templos
de la investigación. Procurad no acabar alucinando quarks, gluones, bosones de Higgs,
y otros folklóricos comodines matemáticos de conveniencia partidista, carentes de
realidad física, lo cual perjudica mucho la credibilidad de la física teórica. No dediquéis
toda una vida a elaborar patrañas sectarias. Tenéis que ser concientes que la matemática
es una elaboración humana, y que como tal sirve tanto para describir la realidad física
como para falsearla, como ya expresó Karl Popper [19.1]. Alejaros pues de los
desarrollos matemáticos fantasiosos, tan al uso. La Naturaleza no entiende de
matemáticas, solo obedece a interacciones físicas. En sus infinitos quehaceres no hace
ningún cálculo, solo interacciona, de lo contrario sería tan torpe como nosotros y la
mayoría de las veces se equivocaría o no sabría qué hacer.
Así que no manipuléis la matemática para justificar lo erróneo, y pasar así a ser dóciles
sirvientes de las extraviadas conveniencias coyunturales de ciertos sectores. Dedico este
artículo a la nueva generación de físicos, con el propósito de proporcionarles un
novedoso modelo-paradigma, con renovada materia de reflexión e investigación, al
objeto de abrir nuevos caminos y ensanchar horizontes.
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El lector atento y reflexivo también se habrá percatado de que la nueva concepción de la
naturaleza del espacio conlleva implicaciones metafísicas, ya que al considerar el
espacio como un cuerpo físico, se puede entrever una velada influencia, hasta ahora
insospechada, del propio espacio sobre el cosmos material. Se puede contemplar el
espacio como la matriz primordial, y como fuente de la materia y por ende de la vida.
Somos brotes o hijos del espacio, como se quiera ver.
El mandato científico requiere una constante valoración de puntos de mira distintos, y el
encerrase en un dogma no es una actitud científica. La propuesta del modelo orbital ha
sido totalmente ignorada por la oficialidad científica desde la publicación inicial de sus
fundamentos, ya en 1999, así que mantendremos nuestra actitud combativa hacia la
QCD del modelo estándar hasta que el planteamiento propuesto sea oficialmente
considerado.
No pretendemos que lo expresado sea exhaustivamente acertado, pero sí creemos que la
trayectoria de indagación expuesta lo es. Deseamos éxito a los que intenten
perfeccionarla y complementarla, en particular al relevo generacional.
Para concluir, queremos destacar que sólo existe un elemento físico, la carga eléctrica
entera. Las partículas elementales sólo representan la diversidad de sus estados
cuánticos. Asimismo, resaltamos que el espacio está poblado de cuantos a-energéticos y
es la matriz primordial, que consideraremos auto-existente, de la cual ha surgido el
mundo material, por excitación de los cuántos del espacio.
20. Comentarios
Nos hemos permitido exponer con cierta carga sarcástica los fundamentos conceptuales
de la QCD ya que son altamente rocambolescos. También nuestra irreverencia hacia los
teóricos del modelo estándar se debe a su profundo sectarismo y por estar totalmente
negados a considerar propuestas alternativas que engreídamente ignoran desde su
suficiencia institucional. Por lo tanto les devolvemos la pelota, acoplándonos a su
corporativo talante de desdén.
Los nuevos paradigmas surgen cuando se derriban barreras, cuando no se deja de
evaluar las creencias establecidas, cuando uno se deshace de las anteojeras propiciadas
por la inseguridad que nos genera el apartarse de lo conocido y por la seguridad que
proporciona el conformismo del discurso oficial. De vez en cuando es necesario
cuestionar la creencia enraizada y dar un paso en lo desconocido. Sin esta cabal osadía
no existiría el progreso.
A pesar de haber esbozado algún desarrollo matemático, en particular referente a la
estructura del fotón, no lo incluimos en el presente artículo, pero animamos a los que
quieran llevar a cabo algún avance, ya que a buen seguro les resultara menos
enrevesado que la QCD. También invitamos a los que se interesen por el desarrollo
experimental y dispongan de los medios apropiados a proseguir la búsqueda sugerida.
Nuestro declarado propósito pretende sacar de sus casillas a nuestros ilustres teóricos en
un intento de hacerles reaccionar, y que se pongan a reflexionar sobre lo dicho.
Desafortunadamente, su más que previsible reacción será la de “egos” ofendidos
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contraatacando de forma ofuscada, o bien como supuestamente hace el avestruz cuando
no quiere ver: poner la cabeza bajo el ala.
El modelo orbital ha abierto una ventana hacia el espacio mediante el fotón. Dedicamos
este artículo a la nueva generación ya que la actual seguirá aferrándose al modelo
“ptolemaico” de las partículas elementales, que pretenciosamente ha sido llamado estándar.
Cierta gran ciencia ya no es creíble, pues es corrupta ya que se dedica mayormente a la
solicitud de subvenciones y la justificación de sus elevados gastos. A este fin se han
desarrollado servicios de propaganda, como los partidos políticos, dedicados a divulgar
noticias sensacionalistas, tales como nada menos que el descubrimiento de la "partícula
de Dios". Es un asunto vergonzoso. Una de las fuentes de propaganda de menor
credibilidad proviene del LHC. A largo plazo, esto es altamente dañino para la buena
imagen de la ciencia. Por otra parte, el pretender logros que se revelan falsos es muy
perjudicial para otros centros de investigación que tengan resultados tangibles, ya que
por contagio pudieran parecer sospechosos.
21. Referencias
[3] La absorción del fotón
3.1. La absorción del fotón: https://es.wikipedia.org/wiki/Absorción_(óptica)
3.2. Fundamental physical constants: http://pml.nist.gov/cuu/Constants/
Hadrón: https://es.wikipedia.org/wiki/Hadrón
3.3. List of baryons: http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp2009-sum-baryons.pdf
https://es.wikipedia.org/wiki/List_of_baryons
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/baryon.html
3.4. List of mesons: http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp2009-sum-mesons.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_mesons#Summary_table
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/meson.html
3.5. List of leptons: http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp2009-sum-leptons.pdf
3.6. List of bosons: http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp2009-sum-gauge-higgs-bosons.pdf
3.7. Particle Listings (Particle Data Group):
http://pdg.lbl.gov/2009/listings/contents_listings.html
[4] El espacio no vacuo
4.1. Zero-point energy https://en.wikipedia.org/wiki/Zero-point_energy
4.2. Vacuum energy https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_energy
4.3. Vacuum state https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_state
4.4. Neutrino http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-neutrino-prop.pdf
[5] Energía de partición estructural del fotón
5.1. https://en.wikipedia.org/wiki/Pair_production
[10] Estrategia conceptual del modelo estándar o modelo Ptolemaico de las
partículas elementales
10.1. Quarks http://pdg.lbl.gov/2002/qxxx.pdf
10.2. https://es.wikipedia.org/wiki/Quark
10.3. https://en.wikipedia.org/wiki/Quark_model
10.4. Gluones https://en.wikipedia.org/wiki/Gluon
10.5. http://particleadventure.org/spanish/colors.html
10.6. Partículas elementales http://everything2.com/title/Meson
30
10.7. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/meson.html
10.8. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_mesons
10.9. Ptolomeo http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/retrograde/aristotle.html
10.10. LHC https://es.wikipedia.org/wiki/Gran_colisionador_de_hadrones
[11] Breve Historia conceptual de la QCD
11.1. https://en.wikipedia.org/wiki/Quark_model
11.2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/hadron.html
11.3. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/haddia.html#c3
[12] Estrategia conceptual del modelo orbital
12.1. https://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Laming
12.2. https://en.wikipedia.org/wiki/J._J._Thomson#Discovery_of_the_electron
[13] Análisis comparativo del modelo estándar y del modelo orbital
13.1. Mesones http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/meson.html
13.2. Bariones http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/baryon.html#c1
13.3. Leptones http://pdg.lbl.gov/2002/lxxx.pdf
[14] Relación entre el fotón y el espacio
14.1. https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Young
[15] Unificación del espacio, del fondo cósmico de microondas, y de la materia
15.1. Tabla de partículas https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Tabla_de_partículas
[16] La dualidad onda-corpúsculo
16.1. http://wdb.ugr.es/~bosca/Fisica-Cuantica/?tag=dualidad-onda-corpusculo
16.2. http://www.iesalandalus.com/joomla3/images/stories/FisicayQuimica/Fis2B/t8_cuantica.pdf
16.3. https://naturalezadelamateria.wikispaces.com/Principio+de+dualidad+ondacorpúsculo+de+Louis+de+Broglie
[17] Composición, propiedades y cosmología del espacio
17.1. Bohm https://en.wikipedia.org/wiki/Pilot_wave
17.2. http://farside.ph.utexas.edu/teaching/302l/lectures/node150.html
17.3. http://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Wave properties/Wave
properties/text/Theories_of_light/index.html
17.4. Fundamentals of the Unitary Orbital Conception of Elementary Particles and their
application to the Neutron and Nuclear Structure
http://arxiv.org/abs/hep-ph/0102268
https://www.researchgate.net/publication/1998821
https://www.academia.edu/5423568
17.5. Two new, more precise ways to obtain the coupling constant of the muon and the
electron. The g factor and the origin of mass
https://www.researchgate.net/publication/272823407
https://www.academia.edu/11135978
[18] Experimental
[18.a.1] Producción de pares
18.a.1.1 https://en.wikipedia.org/wiki/Pair_production
[18.b.1] Proceso de absorción
18.b.1.1 https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_(electromagnetic_radiation)
31
[18.b.2] Proceso de emisión
18.b.2.1 https://es.wikipedia.org/wiki/Fluorescencia#Tiempo de vida
[18.b.3] Dispositivo de conversión ascendente
18.b.3.1 Óptica no-lineal https://es.wikipedia.org/wiki/No_linealidad_óptica
[18.b.4] Dispositivo de conversión descendente
18.b.4.1 https://en.wikipedia.org/wiki/Two-photon_absorption#Two-photon_emission
18.b.4.2 https://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_parametric_down-conversion
19.1. Karl Popper https://en.wikipedia.org/wiki/Falsifiability#Overview
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