What’s the smallest thing in the universe? - Jonathan Butterworth

Traductor: Florencia Bracamonte Revisor: Lidia Cámara de la Fuente

If you were to take any everyday object, say a coffee cup, and break it in half,

Si tomas cualquier objeto ordinario, como una taza de café, y la partes a la mitad,

then in half again, and keep carrying on, where would you end up?

luego partes una mitad a la mitad, y así sucesivamente, ¿dónde terminarías?

Could you keep on going forever?

¿Podrías continuar indefinidamente?

Or would you find a set of indivisible building blocks

¿O llegarías hasta unos bloques indivisibles,

out of which everything is made?

a partir de los cuales se construye todo?

Physicists have found the latter- that matter is made of fundamental particles,

Los físicos han descubierto que la materia está compuesta

de partículas fundamentales: los elementos más pequeños del universo.

the smallest things in the universe.

Particles interact with each other according to a theory called the “Standard Model”.

Las partículas interactúan entre sí

de acuerdo a una teoría denominada el "Modelo estándar".

The Standard Model is a remarkably elegant encapsulation

El modelo estándar es un conjunto notable

of the strange quantum world of indivisible, infinitely small particles.

de partículas infinitamente pequeñas e indivisibles del extraño mundo cuántico.

It also covers the forces that govern how particles move,

También incluye las fuerzas que determinan cómo se mueven las partículas,

interact, and bind together to give shape to the world around us.

cómo interactúan y se unen para dar forma al mundo que conocemos.

So how does it work?

¿Cómo funciona?

Zooming in on the fragments of the cup,

Si agrandamos los fragmentos de la taza,

we see molecules, made of atoms bound up together.

veremos moléculas formadas por un conjunto de átomos.

A molecule is the smallest unit of any chemical compound.

La molécula es la unidad más pequeña de cualquier compuesto químico.

An atom is the smallest unit of any element in the periodic table.

El átomo es la unidad más pequeña de cualquier elemento de la tabla periódica.

But the atom is not the smallest unit of matter.

Pero el átomo no es la unidad más pequeña de la materia.

Experiments found that each atom has a tiny, dense nucleus,

Los experimentos han demostrado

que cada átomo tiene un núcleo diminuto y denso,

surrounded by a cloud of even tinier electrons.

rodeado por una nube de electrones que son incluso más diminutos.

The electron is, as far as we know,

El electrón es, hasta donde sabemos,

one of the fundamental, indivisible building blocks of the universe.

uno de los bloques fundamentales e indivisibles que construyen el universo.

It was the first Standard Model particle ever discovered.

Fue la primera partícula fundamental del modelo estándar que se descubrió.

Electrons are bound to an atom’s nucleus by electromagnetism.

Los electrones se encuentran unidos al núcleo del átomo vía electromagnetismo.

They attract each other by exchanging particles called photons,

Interaccionan intercambiando partículas llamadas fotones,

which are quanta of light that carry the electromagnetic force,

partículas mínimas de energía luminosa que tienen fuerza electromagnética,

one of the fundamental forces of the Standard Model.

una de las fuerzas fundamentales del modelo estándar.

The nucleus has more secrets to reveal, as it contains protons and neutrons.

El núcleo tiene más secretos que desvelar, ya que contiene protones y neutrones.

Though once thought to be fundamental particles on their own, in 1968

Si bien antes se pensaba que eran partículas fundamentales, en 1968

physicists found that protons and neutrons are actually made of quarks,

los físicos descubrieron que protones y neutrones están formados por quarks,

which are indivisible.

que sí son indivisibles.

A proton contains two “up” quarks and one “down” quark.

Un protón está formado por dos quarks arriba y uno abajo.

A neutron contains two down quarks and one up.

Un neutrón formado por dos quarks abajo y uno arriba.

The nucleus is held together by the strong force,

El núcleo se mantiene unido por la interacción fuerte,

another fundamental force of the Standard Model.

otra fuerza fundamental del modelo estándar.

Just as photons carry the electromagnetic force,

Así como los fotones son portadores de fuerza electromagnética,

particles called gluons carry the strong force.

las partículas llamadas gluones son portadores de la interacción fuerte.

Electrons, together with up and down quarks,

Los electrones, junto a los quarks arriba y abajo,

seem to be all we need to build atoms and therefore describe normal matter.

parecen ser todo lo necesario para construir átomos y describir la materia.

However, high energy experiments reveal that there are actually six quarks–

Sin embargo, los experimentos de físicos de partículas revelan

que existen seis quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, cima y fondo

down & up, strange & charm, and bottom & top

- and they come in a wide range of masses.

que tienen distinta masa.

The same was found for electrons,

Se descubrió lo mismo en relación a los electrones,

which have heavier siblings called the muon and the tau.

que tienen hermanos más pesados denominados muón y tau.

Why are there three (and only three) different versions

¿Por qué existen tres y únicamente tres versiones diferentes

of each of these particles?

de cada una de estas partículas?

This remains a mystery.

Continúa siendo un misterio.

These heavy particles are only produced, for very brief moments,

Estas partículas pesadas solo son producidas por momentos muy breves,

in high energy collisions, and are not seen in everyday life.

en colisiones a alta energía, y no pueden verse en la vida diaria.

This is because they decay very quickly into the lighter particles.

Esto se debe a que se descomponen rápidamente en partículas más livianas.

Such decays involve the exchange of force-carrying particles,

Tal descomposición implica el intercambio de partículas portadoras,

called the W and Z, which – unlike the photon – have mass.

denominadas 'W' y 'Z', las cuales, a diferencia de los fotones, tienen masa.

They carry the weak force, the final force of the Standard Model.

Son portadoras de la interacción débil, la última fuerza del modelo estándar.

This same force allows protons and neutrons to transform into each other,

Esta misma fuerza permite a los protones y neutrones transformarse unos en otros,

a vital part of the fusion interactions that drive the Sun.

parte vital de las fusiones nucleares que se dan en el Sol.

To observe the W and Z directly,

Para observar a W y Z de forma directa, necesitaríamos colisiones a alta energía

we needed the high energy collisions provided by particle accelerators.

proporcionadas por un acelerador de partículas.

There’s another kind of Standard Model particle, called neutrinos.

Existe en del modelo estándar otro tipo de partícula denominada neutrino,

These only interact with other particles through the weak force.

que solo interactúa con otras partículas a través de la interacción débil.

Trillions of neutrinos, many generated by the sun, fly through us every second.

Billones de neutrinos, muchos generados por el Sol, nos atraviesan a cada segundo.

Measurements of weak interactions found that there are different kinds of neutrinos

Mediciones de la interacción débil

demostraron que hay diferentes tipos de neutrinos

associated with the electron, muon, and tau.

asociados a los electrones, a los muones y a los tau.

All these particles also have antimatter versions,

Todas estas partículas también tienen sus versiones antimateria,

which have the opposite charge but are otherwise identical.

que son idénticas, pero con carga opuesta.

Matter and antimatter particles are produced in pairs in high-energy collisions,

Las partículas de la materia y la antimateria se producen

en pares en colisiones a alta energía, y se destruyen mutuamente al encontrarse.

and they annihilate each other when they meet.

The final particle of the Standard Model is the Higgs boson

La última partícula del modelo estándar es el Bosón de Higgs,

– a quantum ripple in the background energy field of the universe.

una onda cuántica en el campo de energía del universo.

Interacting with this field is how all the fundamental matter particles acquire mass,

Al interactuar con este campo, todas las partículas fundamentales

de la materia adquieren masa, de acuerdo al modelo estándar.

according to the Standard Model.

The ATLAS Experiment on the Large Hadron Collider

El experimento ATLAS en el Gran colisionador de hadrones

is studying the Standard Model in-depth.

estudia el modelo estándar en profundidad.

By taking precise measurements of the particles and forces that make up the universe,

Al realizar mediciones precisas de las partículas y las fuerzas

que conforman el universo, los físicos de ATLAS pueden buscar respuestas

ATLAS physicists can look for answers to mysteries

not explained by the Standard Model.

a los misterios aún no explicados por el modelo estándar.

For example, how does gravity fit in?

Por ejemplo, ¿cómo encaja la gravedad en este modelo?

What is the real relationship between force carriers and matter particles?

¿Cuál es la relación real entre las partículas portadoras y las de la materia?

How can we describe “Dark Matter”,

¿Cómo podemos describir la "materia oscura" que compone

which makes up most of the mass in the universe but remains unaccounted for?

la mayor parte de la masa del universo pero aún no se entiende del todo?

While the Standard Model provides a beautiful explanation for the world around us,

Si bien el modelo estándar nos brinda una colorida explicación sobre el mundo,

there is still a universe’s worth of mysteries left to explore.

todavía nos queda todo un universo lleno de misterios por explorar.