La Física de partículas

La física de partículas y campos es el área más estudiada de la física de hoy, así como un reto en su intuición. Explicar el funcionamiento de todos es uno de los pocos ámbitos en los que la física teórica y experimental desarrollan juntos en los tan famosos colisionadores de partículas. Esta área ha sido ampliamente estudiada desde 1900, cuando Max Planck desarrolló el concepto de la cuántica, lo que daría lugar a la física cuántica y más tarde a la física de partículas, una de sus ramas.

El Modelo Estándar

El modelo estándar de la teoría de la física de partículas es más correcto para describir la naturaleza de la materia y sus interacciones. Esta teoría identifica principalmente las partículas elementales de la materia, y para especificar con precisión la forma en que estas interactúan.

Según este modelo, las partículas elementales, es decir, aquellas que no tienen estructura interna, se llaman leptones y quarks. Estas partículas son los «bloques de construcción» de los demás, como el protón, por ejemplo. Las partículas hechas de quarks se denominan hadrones, entre los más famosos se pueden mencionar los protones y los neutrones. Hay otras partículas llamadas bariones, también quarks, pero que, a diferencia de los protones y los neutrones, se puede formar por tres antiquarks. También hay mesones, formados por un quark y un antiquark.

El modelo describe el leptón – electrón, muón, neutrino tau, los neutrinos muón y neutrinos tau – y seis quarks – quark up (u), quark down (d), quark charm (c), quark extraño (s ), quark bottom (b) y el quark top (t). Hasta ahora, hemos visto que la materia está compuesta por 12 tipos de partículas. Sin embargo, los quarks tienen una propiedad llamada color. Como hay tres colores (rojo, verde y azul) y cada quark puede adquirir los tres colores, se concluye por tanto que hay 18 quarks. Sin embargo, cada partícula tiene una antipartícula, por lo que en total hay 36 quarks y 12 leptones.

La mayoría de los hadrones están formados por un mínimo de tres quarks, tales como el protón, cuya estructura interna es Uud, es decir, tiene dos quarks u y un quark d. Tan comunes como los protones son mesones π ˉ, que consiste en un antiquark ue y un quark d. Aunque rara vez se menciona, la teoría de los quarks, la QCD, no limita el número de quarks combinados. Sin embargo, sólo estudios recientes de los físicos experimentales han presentado pruebas de los hadrones con el cinturón de los quarks o pentaquarks. Como tales experimentos son relativamente recientes, necesitan más tiempo para consolidarse.

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