Sobre el concepto gauge, global y local, y su implementación en física

An analysis is made on the gauge concept, global and local, illustrating the most important aspects on the way to proceed for the establishment of the gauge symmetry in classical electrodynamics, quantum mechanics and quantum electrodynamics, showing how the gauge symmetry produces a result that is physically significant. Under this context, the gauge concept is implemented using the Lagrangian formalism and demanding its invariance under a symmetry group. In addition, the ideas of Yang and Mills supported by the non-Abelian group SU (2) are embroidered as a first explanation about the dynamics of the interaction between the proton and the neutron from the conservation of the isospin. This analysis reveals how the gauge concept becomes a paradigm for the construction of explanations around phenomena at the atomic level; explanation that is considered difficult to understand by students, which allows generating an alternative, didactic and robust approach to the subject to favor the acquisition of knowledge about the underlying principles on which contemporary physics is fundamented.Se realiza un análisis sobre el concepto gauge, global y local, ilustrando los aspectos más importantes sobre la manera de proceder para el establecimiento de la simetría gauge en electrodinámica clásica, mecánica cuántica y electrodinámica cuántica, mostrando cómo la simetría gauge produce un resultado que es físicamente significativo. Bajo este contexto, se implementa el concepto gauge haciendo uso del formalismo lagrangiano y exigiendo su invariancia bajo un grupo de simetría. Además, se bordan las ideas de Yang y Mills apoyadas en el grupo no abeliano SU (2) como una primera explicación sobre la dinámica de la interacción entre el protón y neutrón a partir de la conservación del isoespín. Este análisis revela como el concepto gauge se convierte en un paradigma para la construcción de explicaciones alrededor de los fenómenos a nivel atómico; explicación que se considera de difícil comprensión por parte de los estudiantes, lo que permite generar una forma alternativa, didáctica y robusta de abordar el tema para favorecer la adquisición de un conocimiento sobre los principios subyacentes en los que se fundamenta la física contemporánea