Partículas elementales
Existe una notable dificultad al tratar de explicar ordenadamente el mundo de las partículas elementales sin partir de cierta base teórica muy relacionada con la física cuántica. Esta wiki no es el lugar adecuado para una exposición científica y pormenorizada de los diferentes procesos, postulados y descubrimientos que han ido añadiendo complejidad al tema, por lo que nos limitaremos a proporcionar una somera idea de la categorización y características principales de la multitud de partículas que se han descubierto o postulado.
Definición
Las partículas elementales son los objetos más simples que se pueden concebir. No tienen partes ni estructura interna ni se pueden dividir en componentes más sencillas.
Los experimentos de colisiones de partículas a muy altas energías han revelado que algunas partículas que antes se creían simples, como el protón o el neutrón, en realidad están compuestas por otras aún más simples.
Se han identificado 12 partículas elementales y 4 interacciones como los elementos básicos a partir de los cuales se puede construir todo el universo.
Tabla de partículas elementales
Las partículas elementales que forman la materia son los quarks y los leptones, especificados en la siguiente tabla.
|
Partículas elementales | ||||
|---|---|---|---|---|
| Familia | Quarks | Leptones | ||
| Carga eléctrica | +2/3 | -1/3 | -1 | 0 |
| 1ª generación | Up (u) | Down (d) | Electrón | Neutrino de electrón |
| 2ª generación | Charm (c) | Strange (s) | Muón | Neutrino de muón |
| 3ª generación | Top (t) | Botton (b) | Tauón | Neutrino de tauón |
Las partículas de generaciones superiores poseen mayor masa y decaen rápidamente en partículas de generaciones inferiores produciendo la consiguiente liberación de energía.
Estos doce partículas elementales que conforman la materia "normal" tienen su contrapartida en otras doce antipartículas elementales que conformarían la antimateria.
Además, a estas partículas "materiales" hay que añadir otras "virtuales", partículas elementales que carecen de masa: los bosones portadores de las cuatro interacciones conocidas (gravedad, electromagnetismo, fuerza débil y fuerza fuerte).
Conservación de las cargas
Las partículas elementales poseen una serie de características (carga eléctrica, spín, carga de color, carga leptónica...) que se deben preservar cuando se unen para formar partículas mayores (hadrones). La más sencilla de explicar, por su proximidad a los conocimientos medios de un internauta cualquiera, es la carga eléctrica.
Cada una de estas partículas posee cierta carga eléctrica (especificada en la tabla) y esta carga eléctrica se debe conservar al formar o decaer en otras partículas elementales o no.
Por ejemplo:
Dos quarks up (u) y un quark down (d) forman un protón. La suma de la carga de estos tres quarks es 1, que es la carga eléctrica del protón.
Otro ejemplo:
Un neutrón puede decaer (desintegrarse) en un protón, un electrón y un neutrino de electrón. Vemos que se conservan las cargas, ya que el neutrón, como su mismo nombre indica, posee carga eléctrica igual a cero.
| Fermiones (spín fraccionario) | Bosones (spín entero) | ||
| Elementales |
Para cada leptón y cada quark existe su correspondiente antipartícula |
Son partículas virtuales portadoras de las fuerzas de interacción | |
| Compuestos | Hadrones |
|
|
| Núcleos atómicos |
|
| |
