Clasificación de las partículas subatómicas

Ciencia - Física

Llevo tiempo queriendo hacer un esquema comprensible y sencillo de la clasificación de las partículas elementales (no me gusta demasiado esto de "elementales", pues algunas de las partículas consideradas elementales en otros tiempos han dejado de serlo al hallarse compuestas de otras). Cuando comencé a interesarme por la física teórica, este punto me quedaba siempre algo confuso. Con esto pretendo sólo hacer un apunte que sin duda me servirá a mí más que a nadie.

Imagen: RuanoRosa

Atendiendo a su espín las partículas fundamentales se dividen en bosones (partículas de espín entero, como por ejemplo 0, 1, 2...), que son las responsables de transmitir las fuerzas fundamentales de la naturaleza, y fermiones (partículas de espín fraccionario, como por ejemplo 1/2 ó 3/2).

Los bosones son partículas que no cumplen el principio de exclusión de Pauli, por lo que dos partículas pueden ocupar el mismo estado cuántico. Son los vectores de fuerza o partículas portadoras de las interacciones fundamentales, es decir, son los encargados de hacer notar los efectos de los campos a los que se encuentran asociados. Estas interacciones fundamentales se describen como el intercambio de una partícula virtual, un bosón, con un fermión real. El campo electromagnético, el electrofuerte y el electrodébil se “manifiestan” a través de bosones, encargados de portar sus efectos. Según el modelo estándar, los bosones son cuatro:

  • Fotón, portador de la fuerza electromagnética.
  • Bosón W, fuerza electrodébil (posee carga eléctrica).
  • Bosón Z, fuerza electrodébil (no posee carga).
  • Gluón, fuerza electrofuerte.

Fuera de las consideraciones probadas del actual modelo estándar podemos encontrar el Bosón de Higgs, que sería (en el caso de existir) el que explicaría el origen de la masa de otras partículas elementales, en particular la diferencia entre el fotón (sin masa) y los bosones W y Z (relativamente pesados)

Los Fermiones sí cumplen el principio de exclusión de Pauli y se subdividen en dos grupos. El criterio de división atiende al tipo de interacción que se produce en cada uno de los casos. Los dos grupos son el de los Leptones, y el de los Quarks que serían los constituyentes fundamentales de la materia y de las partículas más pequeñas detectadas (protones y neutrones).

Los quarks forman las partículas del núcleo atómico, y son capaces de experimentar la interacción nuclear fuerte. Los quarks no existen aislados; siempre se encuentran asociados a otros quarks. Hay seis tipos de quarks (nomenclados de forma totalmente arbitraria y caprichosa por sus descubridores/postuladores): up (arriba), down (abajo), charm (encanto), strange (extraño), top (cima) y bottom (fondo).

Los leptones, entre los que se encuentran los electrones, interactúan básicamente mediante la interacción electrodébil. A diferencia de los quarks pueden existir aislados.

Encontramos seis leptones y su correspondiente antipartícula: el electrón, el muón, el tau y tres neutrinos asociados a cada uno de ellos ( neutrino electrónico ( νe ), neutrino muónico ( νμ ) y neutrino tauónico ( ντ ).)

A partir de la unión de varios quarks nos encontramos con los hadrones, que son partículas subatómicas que experimentan la interacción fuerte. Estos se pueden subdividir en: Bariones y Mesones. Los Bariones son fermiones que tienen un número bariónico (número de quarks menos número de antiquarks dividido por 3) igual a 1. Los mesones son bosones con número bariónico igual a 0.

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