MODELO ESTÁNDAR
La clave del estudio de la materia y el Universo está en el conocimiento de las partículas e interacciones que conforman todas y cada una de las formas de materia del Cosmos.
En las primeras décadas del siglo XX se
propuso un modelo atómico construido a semejanza de un sistema solar en
miniatura que ubicaba en el centro el núcleo integrada por un conglomerado de
partículas de carga eléctrica positiva llamados protones y neutra llamados
neutrones. Alrededor del núcleo orbitan los electrones.
La realidad descubierta años después
demostró ser mucho más compleja con la teoría del modelo estándar. Los
electrones no ocupan órbitas sino regiones de probabilidad denominadas
orbitales (teoría de la incertidumbre). El protón es un conglomerado de tres
quarks, dos up o arriba y uno down o abajo. Un neutrón está compuesto por dos
quarks down y uno up. La estabilidad de los protones y los neutrones está
garantizada por fuerzas nucleares fuertes y por partículas mensajeras o
intermediarias llamadas gluón, además se propone la existencia del muón, una
especie de hermano del electrón aunque con una masa 200 veces la del electrón,
también se han detectado otras partículas en altas energías como los rayos
cósmicos como el neutrinos, todos estos con sus antipartículas, las que
componen la antimateria.
El modelo estándar es un conjunto de teorías que plasman todo nuestro conocimiento actual sobre partículas fundamentales y fuerzas. De acuerdo con la teoría, la cual esta soportada por un gran número de evidencias experimentales, los quark son los bloques constituyentes de la materia, y las fuerzas actúan a través de partículas portadoras intercambiándose entre las partículas de materia. Las fuerzas también difieren en su potencia. A continuación se resume los puntos básicos del Modelo Estándar.
LEPTONES
QUARKS
HADRONES
Los hadrones (del griego
'adros' que significa voluminoso) son partículas formadas por quarks. El protón
y neutrón que constituyen el núcleo atómico pertenecen a esta familia. Por otro
lado, los leptones son partículas que no están formadas por quarks. Los
electrones y muones son ejemplos de leptones (del griego 'leptos' que significa
fino).
FUERZA FUERTE
Sentida por: QUARKS
Partícula portadora: GLUONES
Fenómenos asociados
La fuerza fuerte une a los quark para formar protones y neutrones (y otras partículas).
También une protones y neutrones en el núcleo, donde vence la enorme repulsión eléctrica entre protones.
FUERZA ELECTROMAGNÉTICA
Sentida por: QUARK y LEPTONES cargados
Partícula portadora: FOTONES
Fenómenos asociados
Mantiene unidos los electrones al núcleo en los átomos, une átomos en moléculas, y es responsable de las propiedades de los sólidos, líquidos y gases.
FUERZA DÉBIL
Sentida por: QUARKS y LEPTONES
Partícula portadora: intermediada por BOSONES W- W+ Z0
Fenómenos asociados
La fuerza débil sirve de base a la radiactividad natural, por ejemplo en la Tierra, bajo nuestros pies. Es esencial también para las reacciones nucleares en el centro de estrellas como el Sol, donde el hidrógeno se convierte en helio.
GRAVITACIÓN
Sentida por: todas las partículas con masa
Partícula portadora: GRAVITÓN
Fenómenos asociados
La gravedad hace que las manzanas caigan al suelo. Es una fuerza de atracción. En una escala astronómica, une la materia en estrellas y planetas y mantiene las estrellas unidas en galaxias.
BOSÓN DE HIGGS (fuerza débil)
En física de
partículas, un bosón o boso, es uno de los dos tipos básico de partículas
elementales de la naturaleza.
El bosón de
Higgs o partícula de Higgs es una partícula elemental propuesta
en el Modelo estándar de física de partículas. Recibe su nombre en
honor a Peter Higgs quien, junto con otros, lo propuso en 1964, para explicar
el origen de la masa de las partículas elementales.
No posee espín, carga
eléctrico o color, es muy inestable y se desintegra rápidamente,
su vida media es del orden de los zeptosegundos (miltrillonésima parte
de un segundo, 10-21 s) y según la teoría explica gran
parte del modelo estándar propuesto. Se dice que la materia no podría ser concebida sin él, y también recibe el nombre de "La Partícula de Dios".
ANTIMATERIA
La materia del
Universo está constituida por partículas elementales, y cada una de ellas tiene
su correspondiente "antipartícula“.
Así, la antimateria
es una forma de materia menos frecuente que está constituida por antipartículas
en contraposición a la materia común que está compuesta de partículas.
Las dos existen y son
exactamente iguales en todo, menos en su carga.
El contacto entre
materia y antimateria ocasiona su aniquilación mutua, esto no
significa su destrucción, sino una transformación que da lugar
a fotones de alta energía y pares de partículas-antipartículas.
Un video explicativo del Modelo estándar a continuación.
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