52 partículas

Introducción.

Un átomo se conoce como la unidad más básica de la materia con propiedades químicas. Es la partícula más pequeña y estable de un elemento, contiene partículas subatómicas y forma moléculas que interactúan para formar sólidos, gases y líquidos.

El estudio para explicar el comportamiento y más propiedades de los átomos a través de una representación estructural, el modelo atómico, datan en la antigüedad clásica, desde 1776 con Dalton hasta 1947 con Powell.

La necesidad de justificar y clasificar las nuevas partículas y entender mejor todas las fuerzas que interactúan, da inicio para desarrollar un modelo que explique el resto de las partículas.  

Murray Gell-Mann, Premio Nobel 1969, fijó el modelo fundamental de partículas. Es una teoría cuántica de campos que describe la estructura de la materia y el vacío considerando a las partículas como elementales que no se pueden reducir.

Partículas elementales.

         Las partículas elementales se constituyen de la materia que no puede subdividirse, se caracteriza por su masa, carga eléctrica, espín y paridad. En su mayoría son inestables.

Dentro del modelo se postula la existencia de dos clases de partículas indivisibles de la materia, los quarks y los leptones, las cuales pueden constituir un átomo si se proporcionan adecuadamente

De igual manera se mencionan a los bosones de gauge que actúan como portadores de las interacciones fundamentales. Y al bosón de Higgs, responsable del origen de la masa de las partículas elementales.

Se unifica en una sola teoría el efecto de tres fuerzas fundamentales de la naturaleza, en donde la gravitatoria aún se encuentra en experimentación y por lo tanto fuera de los postulados del modelo.

En la postulación final se comprenden 29 tipos de partículas fundamentales divididas en dos categorías, fermiones (24) y bosones (5). Dentro de la categoría de bosones existen dos subcategorías, Higgs y Gauge; se constituyen en:

• Bosones gauge (fotón, bosón Z, bosón W y gluón)
• Bosón de Higgs.

Los fermiones también se dividen en dos categorías. Se constituyen como:

•  Quarks (12): up, antiup, down, antidown, charm, anticharm, strange, antistrange, top, antitop, bottom y antibottom
• Leptones (12): 6 leptones cargados: electrón, positrón, muón, antimuón, tauón, y antitauón; 6 Neutrinos:  neutrino electrónico, antineutrino electrónico,  neutrino muónico, antineutrino muónico y neutrino tauónico y antineutrino tauónico.

Partículas compuestas

Fuera del postulado del modelo fundamental están las partículas compuestas, los hadrones, estos se dividen en dos subcategorías: mesones y bariones.

Los bariones se consituyen por: protón, neutrón, delta doble positiva, delta positiva, delta neutra, delta negativa, lambda neutra, sigma positiva, sigma neutra, sigma negativa, Xi neutra, Xi negativa, omega, omega encantada, Xi positiva encantada, Xi neutra encantada, lambda encantada, Xi doble encantada y lambda inferior.  

Los mesones se dividen en: pión cargado, pión neutro, kaón cargado, kaón neutro, kaón corto, kaón largo, eta, eta prima, rho cargado, rho neutro, omega neutra.

Características de las partículas

Los fermiones son de espín semientero, son considerados un constituyente básico de la materia en el modelo estándar de partículas. Se dividen en quarks y leptones.

Los quarks se caracterizan por su masa, carga eléctrica, espín, sabor y color. Son de la familia de los fermiones y constituyen la materia ordinaria. Los seis tipos distintos tienen carga eléctrica 1/2, número bariónico 1/3 y espín 1/2. Interactúan con más cuatro fuerzas fundamentales. Cuentan con sus antipartículas, antiquarks.

Leptón es un fermión de espín 1/2, y de masa inferior a la del mesón. Su espín tiene dos estados en los tres primeros que corresponden a su doble helicidad, y solo uno en los neutrinos. También constituye la materia ordinaria. Interactúa con la fuerza electromagnética, nuclear débil y gravitatoria.

El neutrino es del tipo de los leptones, de espín 1/2, y carga nula. Del Modelo estándar se postula que tiene que tener masa. Interactúa con las fuerzas nuclear débil y gravitatoria. La helicidad de neutrinos y antineutrinos tiene distinto sentido.

El bosón es el otro tipo básico de partículas elementales. Se caracteriza por tener un número de espín entero o nulo, y comportarse según la estadística de Bose-Einstein.

El bosón de gauge son elementales, incluye 4 partículas más. Es el portador de la interacción fuerte, débil o electromagnética.

El gravitón es una partícula elemental hipotética, y se usa para la interacción gravitatoria. Debería tener masa en reposo y carga nulas, y espín 2. Su antipartícula sería ella misma.

El fotón se caracteriza por tener masa y carga eléctrica nulas, espín igual a 1 y helicidad +/- h, siendo h la constante de Plank. Viaja en el vacío a la veloci- dad de la luz, es el cuanto elemental de la energía electromagnética.

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