El universo de las partículas Borja Abascal Jiménez

Índice - Los bosones - Los fermiones - Las interacciones fundamentales - Leptones, hadrones, mesones y bariones - Estructura atómica

Los bosones Los bosones son partículas que no cumplen el principio de exclusión de Pauli, por lo que dos partículas pueden ocupar el mismo estado cuántico. A temperaturas muy bajas tienden a ocupar el nivel energético más bajo, ocupando todas las partículas el mismo estado cuántico. Tienen un momento angular intrínseco o espín entero (0,1,2,...). No cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein, esto hace que presenten un fenómeno llamado condensación de Bose-Einstein. Fotón 1 electromagnética Bosón W ± 1 débil Bosón Z Gluón fuerte

Los fermiones Fermiones: Los fermiones son partículas con espín o momento angular intrínseco semientero.Los fermiones cumplen con el Principio de exclusión de Pauli por lo que dos partículas no pueden ocupar el mismo estado cuántico.

Las interacciones fundamentales Gravitatoria: La interacción gravitatoria es una manifestación de la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de grandes masas. Según la hipótesis del modelo estándar, la interacción gravitatoria, gravitación o fuerza de la gravedad, es transmitida por el gravitón. Electromagnética: El electromagnetismo es la interacción que actúa entre partículas con carga eléctrica. Este fenómeno incluye a la fuerza electrostática, que actúa entre cargas en reposo, y el efecto combinado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan entre cargas que se mueven una respecto a la otra, es transmitida por el fotón. Nuclear Débil: se acopla a un tipo de carga llamada sabor, que la poseen los quarks y los leptones. Esta interacción es la causante de los cambios de sabor en estas partículas, en otras palabras es la responsable que de quarks y leptones decaigan en partículas más livianas, además es la que produce desintegraciones beta. La partícula mediadora son los Bosones W y Z. Nuclear Fuerte: Esta fuerza es la responsable de mantener unidos a los nucleones (protón y neutrón) que coexisten en el núcleo atómico, venciendo a la repulsión electromagnética entre los protones que poseen carga eléctrica del mismo signo (positiva) y haciendo que los neutrones, que no tienen carga eléctrica, permanezcan unidos entre sí y también a los protones. Es transmitida por el Gluón

Leptones Leptones: Los leptones son reales partículas elementales ya que carecen de estructura interna.Si miramos el spín de estas partículas son fermiones. NOMBRE SÍMBOLO CARGA SPIN Electrón e- -1 1/2 Muón m- -1 1/2 Tauón t- -1 1/2 Neutrino electrónic ne 0 1/2 Neutrino muónico nm 0 1/2 Neutrino tauónico nt 0 1/2

Hadrones Los hadrones no son en realidad partículas elementales, ya que tienen una estructura interna y pueden desintegrarse dando como productos otras partículas. Los podemos clasificar en dos tipos:   Mesones que son bosones (spin entero) e incluyen a los piones. Cuando se desintegran dan leptones y fotones. Bariones que son fermiones (spin semientero) e incluyen, entre otras partículas, a los protones y los neutrones. Dentro de los bariones, a los protones y neutrones se les denomina nucleones, por su presencia en el núcleo atómico, mientras que a los demás se les denomina hiperones. 

Teoría de Quarks Son los constituyentes fundamentales de la materia y las partículas más pequeñas que el hombre ha logrado identificar. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones. Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Los quarks son partículas parecidas a los gluones en peso y tamaño, esto se refleja en la fuerza de cohesión que estas partículas ejercen sobre ellas mismas. Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman, junto a los leptones, la materia visible. NOMBRE SÍMBOLO CARGA SPIN Up u + 2/3 1/2 Down d - 1/3 1/2 Strange s - 1/3 1/2 Charm c + 2/3 1/2 Bottom b - 1/3 1/2 Top t + 2/3 1/2