Pequeña introducción a la física de partículas

Al ser la física de partículas quizá una de las ramas más llamativas (el LHC del CERN en Ginebra, es un buen ejemplo, ya que es bastante conocido), me he decantado por hacer una pequeña introducción sobre las partículas fundamentales, qué son y cuales hay.

Para empezar, las partículas fundamentales son, partículas que hasta la fecha son las más básicas que hay (no están formadas por partículas aún menores). Se dividirían en fermiones y bariones.

 

Los fermiones (en morado, quarks y en verde, leptones) y los bosones (en rojo).

 

Vamos por los fermiones, o partículas de materia, deben su nombre al físico Enrico Fermi. Forman los nucleones (protones y neutrones). ¿Y el electrón? El electrón es en si mismo un fermión, no está formado por partículas menores. Dentro de los fermiones encontramos a los quark, de los cuales hay séis tipos: up (arriba), down (abajo), encantado (charm), extraño (strange), cima (top) y fondo (bottom). Por otro lado tenemos a los leptones, entre los cuales se encuentra el ya mencionado electrón, entonces tenemos: electrón, muón y tauón (o simplemente mu y tau). Hay unos neutrinos, aún dentro de los leptones, que están asociados a cada leptón anteriormente citado: neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico.

Una asociación de quarks, forman los llamados hadrones. Estos a su vez se dividen en dos grupos, bariones y mesones. Los bariones (o partículas pesadas) están formadas por tres quarks. Tanto el neutrón como el protón son bariones, por lo que poseen tres quarks cada uno. Los mesones están formados por un quark y un antiquark (un antiquark es un quark con la misma vida media, masa y espín, pero con carga opuesta).

Pasando a los bosones, son partículas portadoras de fuerza. El concepto es bastante más abstracto que para los fermiones, comentar como curiosidad que los bosones tienen el espín entero, mientras que los fermiones lo tienen semientero (no definiré el concepto de espín pues me llevaría seguramente toda una entrada entera). Existen las partículas portadoras de la fuerza/interacción electromagnética, los fotones. Los bosones W y Z para la interacción nuclear débil (unión entre quarks), los gluones para la nuclear fuerte (unión entre nucleones, la usada en física nuclear) y el gravitón que es la hipotética partícula portadora de la interacción gravitatoria (no ha sido confirmada, pero puesto que dicha interacción existe parece razonable suponer que esta partícula exista también).

Como curiosidad, el bosón de Higgs que fue descubierto recientemente también es un bosón simple, y sería el encargado de proporcionar masa a las demás partículas. Así pues, se usa la terminología “campo” asociado a un bosón, y si una partícula interacciona con un determinado campo, significa que adquiere sus “propiedades”. Por ejemplo, un quark interacciona con un campo de Higgs, ya que tiene masa.

Espero que haya sido claro y comprensible, este pequeño inciso en física de partículas. No he abordado temas como el color o el sabor de los quarks, y muchos ejemplos son simples aproximaciones para entender un poco de qué trata el tema, y así debe ser pues el propósito de esta entrada era hacer comprender estos conceptos de forma amena sin usar terminología excesiva.

Saludos y hasta la próxima

Kapteyn

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