Hace
poco se ha dado la noticia de que se ha descubierto una nueva
partícula subatómica (el bosón de Higgs) que de hecho se estaba
buscando porque las teorías físicas actuales dicen que debía
existir. Por este motivo este mes voy a intentar explicar de forma
sencilla el concepto atómico actual.
El
átomo era la partícula de materia más pequeña (de hecho la
palabra átomo significa “que no se puede dividir”) hasta que se
descubrió que este está compuesto a su vez por partículas más
pequeñas o partículas subatómicas.
En
la teoría estándar las partículas subatómicas poseen varias
cualidades como el espín y las cargas, las cuales indican como se
relacionan las partículas con otros tipos de estas. Estas cargas son
la electromagnética, la isoespín débil y la hadrónica o de color.
Las
partículas que poseen un espín con valor 1 se llaman Bosones
(que además son partículas portadoras de fuerza) y solo necesitan
girar una vuelta completa sobre sí mismas para tener el mismo
aspecto mientras que las partículas que tienen un espín igual a ½
se llaman Fermiones y necesitan girar 2 veces para tener el mismo
aspecto. Para entender mejor este fenómeno hay que observar la
siguiente figura donde las letras A, E y U necesitan girar por
completo para tener el mismo aspecto que al principio, mientras que
las letras I y O solo necesitan media vuelta para ello, por lo que
solo hay que imaginar que la partícula tenga que girar 2 veces para
tener las mismas características y que con una sola vez no sea
suficiente.
Los
Fermiones que tienen carga hadrónica o de color se llaman
Quarks y esta les permite
interaccionar con el Bosón llamado Gluón
que porta la fuerza nuclear fuerte que es la que permite mantener
unidos varios Quarks en grupos formando unas particulas mayores
llamadas Hadrones como son los Protones y los Neutrones, y a estos a
su vez formando núcleos atómicos. Los Fermiones que no tienen carga
hadrónica se llaman Leptones,
no peden asociarse entre si como los Quarks y son los electrones y
los neutrinos.
Los
Fermiones poseen un isoespín débil con un valor de carga
+1/2 ó -1/2 que les permite interaccionar con la fuerza nuclear
débil. Por ejemplo, un Quark puede convertirse en otro tipo de Quark
de menor masa emitiendo un bosón W que rápidamente se descompondría
en leptones y energía.
La
fuerza electromagnética permite que electrones y núcleos atómicos,
que tienen carga eléctrica, interaccionen al intercambiar
fotones y se mantengan unidos formando átomos.
Además
existe un Bosón de Higgs que hace que las partículas que
interaccionan con él tengan masa
y un bosón llamado Gravitón que permite que las partículas con
masa interaccionen atrayéndose al intercambiarse dichos bosones.
En
total existirían unas 59 tipos de partículas y puede que muchas más
pero tan inestables que solo se dan en el universo en casos
especiales, durante instantes ultra cortos y en cantidades ínfimas.
Además, las partículas que ahora conocemos pueden que estén
compuestas de otras partículas aún más pequeñas que desconocemos.
Sin embargo las partículas más estables y abundantes y que son las
que componen la materia común a la que estamos acostumbrados son 3
Quarks Up (cada uno con una carga de color diferente) y otros 3
Quarks Down (que componen a los protones y neutrones que forman los
núcleos atómicos), 3 gluones (que mantienen unidos a los Quarks en
los núcleos atómicos), el electrón (que compone la corteza de los
átomos), el fotón (que mantiene unido el núcleo atómico a la
corteza permitiendo que existan átomos), el neutrino electrónico
(que no interacciona casi nunca con ninguna partícula y que por lo
tanto atraviesa la materia como si no estuviera), los bosones W+,
W- y Z0 (que permiten transformar un Quark Up
en Down y viceversa), el Gravitón (responsable de la fuerza de la
gravedad) y el Bosón de Higgs (responsable de la masa de la
materia).
