domingo, 6 de diciembre de 2009

Los átomos. Partículas fundamentales.



Pero la Naturaleza es muy astuta y no nos lo iba a poner tan fácil. Tenía ganas de complicarnos aún más las cosas, y decidió que estas partículas tan pequeñas estuvieran formadas por otras aún más diminutas:
Los Quarks.: Son partículas elementales que siempre se encuentran unidos a otros quarks (nunca se encuentran libres en la naturaleza) y sienten la fuerza nuclear fuerte. Hay varias clases de quarks y sumando sus propiedades individuales definen las características de las partículas a que dan lugar. Los quarks también son conocidos como Hadrones






Bariones: son partículas formadas por combinaciones de 3 quarks (p.ej.: el protón, la materia bariónica es la que compone nuestro universo y perciben nuestros sentidos)


Mesones: son partículas formadas por 2 quarks y 1 anti-quark


Los leptones-Son partículas muy ligeras que interactúan por medio de la fuerza nuclear débil. Ejemplos de leptones: electrón, neutrino.



Las partículas tienen una curiosa propiedad llamada espín (si la partículas fueran pequeñas esferas el  espín sería el número de vueltas que hay que darle a la misma para que se quede como estaba. Por supuesto, las partículas no son esferas, por lo que nadie puede decir exactamente lo que es el espin, como pasa con muchos otros conceptos de la mecánica cuántica), lo que da lugar a los:


Fermiones: si tienen spin semi-entero (1/2, 3/2) y forman la materia. Se descomponen en tres familias y cada una de ellas consta de un electrón, un neutrino y dos quarks. A los “electrones” de las otras dos familias se les llama muón y tau (son idénticas al electrón, pero tienen mayor masa). Estas dos últimas familias sólo se observan en los experimentos realizados en los aceleradores de partículas.





Así pues, los protones y neutrones ya no se consideran partículas elementales, pues están formados por tres quarks.


Bosones si tienen espin entero (0, 1, 2) y transmiten fuerzas:


1-Fotones.- Es la partícula portadora de la fuerza electromagnética. A muy altas energías la luz se comporta como una partícula e interactúa con los átomos. Se puede entender como un “paquete” de energía.


2-Gluones- Partículas portadoras de la fuerza nuclear fuerte.


3-Bosones débiles W+, W-, Z.= Particulas portadoras de la fuerza nuclear dçebil.


4-Gravitón- En el caso de existir (todavía no se ha detectado y encaja muy mal con la teoría de la relatividad) transmitiría la fuerza gravitatoria.


Resumen:



Quarks     Leptones


U              Electrón


D              Neutrino electrón


S             Muón


C            Neutrino muón                         




B            Tau


T             Neutrino tau


Fuerza                       Partícula mediadora


Electromagnética       Fotón


Nuclear fuerte           Gluón


Nuclear débil             W+, W-,Z


Gravedad                  Gravitón?


Por si todo esto fuera poco, también existe la anti-materia.



 Todas las partículas anteriormente mencionadas tienen su correspondiente anti-partícula,





 que es idéntica en todas sus propiedades pero de carga eléctrica contraria. Si materia y anti-materia se encontraran se aniquilarían mutuamente en una gran explosión que transformaría ambas masas en energía pura.




Todas estas partículas (y otras como aún más raras como los piones o los kaones) surgieron del avance de la teoría y con posterioridad se comprobó su existencia en los grandes aceleradores de partículas, que son laboratorios donde se aceleran las partículas hasta velocidades cercanas a la de la luz mediante campos magnéticos, haciéndolas chocar unas contra otras y recogiendo los restos con detectores ultra-sensibles.
Os presento el CERN: de éste invento (y de otros similares, hablaremos otro día)










Ante la aparición de tal variedad de partículas, Enrico Fermi llegó a decir "Si llego a saber esto, me dedico a la botánica." 

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