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Blog de Mercedes González Mas

MODELO ESTÁNDAR

Profundizando en el estudio de la materia se llegó a la conclusión de que los protones y los neutrones no podían ser tratados como la parte más pequeña del átomo, ni como indivisibles, ya que los quarks daban estructura a las partículas del núcleo, los nucleones.

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En la actualidad  los físicos han desarrollado una teoría llamada Modelo Estándar. Actualmente se mantiene  como la teoría más aceptada que permite explicar como funciona y como esta formado el universo. Esta  teoría describe las partículas consideradas como fundamentales y las relaciones de estas partículas con las interacciones fundamentales conocidas (las llamadas fuerzas).

En modelo standard existen 2 tipos de partículas:

  • Partículas de materia o Fermiones, formadas por Quarks y Leptones
  • Partículas portadoras de fuerza o Bosonesstandard-model-elementary-particles-diagram-particle-physics-fundamental-make-up-matter-fundamental-force-carriers-36590417

Quarks

Los Quarks junto con los leptones son los constituyentes fundamentales de la materia y las partículas más pequeñas que el hombre ha logrado identificar. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados Hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente.

Los quarks no se encuentran libres en la naturaleza sino que se agrupan formando hadrones. Estos se dividen en dos tipos:

  • Mesones: formados por un Quark y un antiquark (piones, kaones,…)
  • Bariones: formados por tres Quarks (protones, neutrones,…)

Hay 6 tipos distintos de quarks que los físicos han denominado de la siguiente manera:

UP (ARRIBA)
DOWN (ABAJO)
CHARM (ENCANTADO)
STRANGE (EXTRAÑO)
TOP (CIMA)
BOTTOM (FONDO).

Las variedades extraño, encanto, fondo y cima son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo, pero los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos. Las variedades arriba (up) y abajo (down) sí se mantienen, y se distinguen entre otras cosas por su carga eléctrica, 2/3 y -1/3 respectivamente.

En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Esto es una consecuencia directa del confinamiento del color. El color asignado a cada quark no es importante, sólo lo es el que estén presentes los tres colores.

Son los Quarks (unidos por fuerzas nucleares fuertes) los que forman los protones y los neutrones.

proton

Están formados por dos quarks down y un quark up en el caso del neutrón, y dos quarks up y uno down para el protón.

 

Leptones

Los leptones son partículas consideradas como fundamentales en la nueva tabla de partículas elementales. El nombre proviene del griego “leptos” que significa pequeño. La primera partícula de este tipo que se encontró fue el electrón cuya masa, por ejemplo, es aprox. dos mil veces mas pequeña que el protón.

En física, un leptón es una partícula con Spin -1/2, que no experimenta interacción nuclear fuerte. Los Leptones son los fermiones (patículas de materia) más ligeros.

Existen 6 leptones y sus correspondientes antipartículas: el electrón, el muón, el tau y tres neutrinos asociados a cada uno de ellos.

El electrón es el leptón más conocido.

El neutrino es una partícula que al carecer de carga eléctrica es un excelente representante de la interacción débil. Éstas partículas pueden atravesar toneladas de material sin sufrir la mas mínima perturbación. Son “fantasmas” que atraviesan la materia.

Bosones

El modelo estándar explica las fuerzas como el resultado del intercambio de unas partículas portadoras de fuerza, con las partículas de materia. Cuando se intercambian estas partículas es cuando aparecen a nivel macroscópico las fuerzas.

boson

En la naturaleza encontramos que las partículas tiene una característica denominada Spin. Este espín puede tomar valores enteros y semienteros. La diferencia entre Bosones y Fermiones es que los bosones son las partículas de espín entero y los fermiones las partículas de espín semientero.

Cada tipo de fuerza es transportada por una de estas partículas:gluon

– El fotón es la portadora la interacción electromagnética.

– El gluón es la partícula portadora de la interacción nuclear fuerte que mantiene unidos a los quarks en el núcleo. Los Gluones son bosones. Al igual que el fotón, el gluón es un bosón sin masa ni carga de Spin 1. Existen asimismo 8 tipos de Gluones, siendo cada uno de ellos una combinación color-anticolor. Los quarks y los Gluones forman partículas compuestas con carga de color total neutra (se suele decir que las partículas compuestas son blancas).

– Los bosones W+, W- y Z son las partículas portadoras de la interacción nuclear débil, una de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza. Son tres tipos de partículas fundamentales muy masivas que se encargan en general de cambiar el sabor de otras partículas, los leptones y los quarks.

– El gravitón ???. A nivel de partículas fundamentales la fuerza gravitatoria es despreciable.

En resumen

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23 abril 2016 - Posted by | ....BV-Quàntica-nuclear, 2n Batxillerat-Física | , , , ,

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