Partículas subatómicas

La materia se puede descomponer en alrededor de una docena de partículas elementales, que interactúan mediante cuatro fuerzas (gravedad, electromagnetismo, fuerzas nucleares débiles y fuertes).

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Partículas subatómicas

Todo lo que existe en el universo, desde un grano de sal hasta una galaxia, está constituido de materia que se puede descomponer en alrededor de una docena de partículas elementales y que interactúan por medio de cuatro fuerzas (gravedad, electromagnetismo, fuerzas nucleares débiles y fuertes).

  • Gravedad

    Gravedad. Es la fuerza que percibimos diariamente y en gran escala. Por ella caminamos y no flotamos. Fue descubierta por Isaac Newton, quien logró unificar las distintas ideas que se tenían. En su tiempo, se sabía que la Tierra orbitaba alrededor sol, y que existían otros planetas también orbitando alrededor de este. También se sabía que las cosas al dejar de sostenerlas caían al suelo con la misma aceleración llamada aceleración de gravedad, la cual varía dependiendo del lugar donde nos encontremos, en el polo norte o en el ecuador. Su valor a nivel del mar más aceptado actualmente es de $9.8 \frac{m}{s^2}$

    Newton explicó que todos estos fenómenos ocurrían por un sólo motivo, al cual llamó fuerza gravitatoria.

  • Electromagnetismo

    Electromagnetismo. Los átomos pueden mantener electrones orbitando en torno al núcleo, debido a la interacción electromagnética. El electrón tiene carga negativa y el núcleo carga positiva, por lo cual estos se atraen y logran contrarrestar las cargas. Para que esto ocurra debe existir el mismo número de protones y electrones en el átomo, o sea el átomo debe ser neutro.

  • Fuerza nuclear débil

    Fuerza nuclear débil. La fuerza nuclear débil es la responsable de la desintegración de partículas pesadas en otras partículas ligeras y más estables, esta fuerza como lo dice su nombre es la más débil de todas la interacciones, cuanto más crece la distancia entre dos partículas que la estén experimentando, tanto más débil la interacción se va haciendo. Por ejemplo, cuando se desintegra un neutrón queda un protón y un electrón.

  • Fuerza nuclear fuerte

    Fuerza nuclear fuerte. Esta interacción es la más intensa de todas y es la responsable de que los protones se mantengan unidos en el núcleo, lo cual no debería ocurrir, ya que eléctricamente las cargas de igual signo se repelen.

A continuación te mostraremos las partículas subatómicas de las cuales se conoce su existencia. Entender su estructura y comportamiento no es fácil, así que únicamente conoceremos su nombre y las características de algunas de ellas, con la finalidad de que te quede claro que no solamente existen protones, electrones y neutrones.

  • Fermiones

    Así como un trompo, o como la Tierra, o el Sol, o nuestra Galaxia giran sobre su propio eje, estas partículas lo hacen. Por ello, el protón, el electrón y el neutrón son fermiones.

  • Bosones

    Son las partículas responsables de las interacciones, debido a que permiten que las partículas de materia se puedan comunicar entre ellas. Se dice que son sociables porque están juntos, a diferencia de los fermiones que son antisociales.

  • Gluón

    Es la partícula portadora de la interacción nuclear fuerte. Se dice que es como el pegamento que mantiene unidas a las partículas que constituyen al núcleo, de ahí su nombre en inglés glue (pegamento).

  • Gravitón

    Es la partícula portadora de la interacción gravitacional. Se cree que son los causantes del tirón de la gravedad entre todas las partículas.

  • Leptones

    Su nombre proviene del griego "leptos", que significa liviano. Como lo dice su nombre, los leptones son generalmente las partículas fundamentales más livianas que existen. Partículas muy ligeras que siempren interactúan por medio de la fuerza nuclear débil y si tienen carga también les afecta la interacción electromagnética, pero nunca la interacción nuclear fuerte. Ejemplos de los leptones son: el electrón (también es un fermión) el muón, el taú y el neutrino.

  • Electrón

    Los electrones son partículas con carga eléctrica negativa. Se encuentran afuera del núcleo del átomo. Pertenecen a la familia de los leptones.

  • Neutrino

    El neutrino es una partícula elemental perteneciente a la misma familia del electrón. Como indica su propio nombre, es una partícula carente de carga eléctrica. En cuanto a la masa, como lo demostrarían los estudios más recientes, es muy pequeña, por lo menos diez mil veces menor que la del electrón. Los neutrinos son partículas producidas en gran cantidad en el curso de los procesos termonucleares que se llevan a cabo en el interior de las estrellas. Se calcula que, sólo del Sol, nosotros recibimos un flujo equivalente a diez mil millones de centímetros cuadrados por segundo. En italiano la palabra neutrino significa el neutro pequeñito, lo cual era lo que el físico Enrico Fermi quería hacer notar. En el universo hay muchos neutrinos (250 en cada centímetro cuadrado del cosmos), pero como no son atraídos por la fuerza nuclear fuerte ni la fuerza electromagnética, es muy difícil detectarlos. En el tiempo que tardas en leer este párrafo, millones de neutrinos han atravesado tu cuerpo a la velocidad de la luz. Estas partículas constituyen gran parte de la materia oscura del universo.

  • Positrón

    Es la anti-partícula del electrón. Tiene la misma masa del electrón, pero su carga es de signo contrario, es decir, positiva (+).

  • Quarks

    Por medio de experimentos de colisiones entre partículas elementales se ha podido determinar que el protón y el neutrón no son partículas simples. Por el contrario, dentro del protón hay partículas más pequeñas con sus propiedades individuales que se suman para formar las características visibles del protón y se llaman quarks. Los quarks son atraídos por la fuerza nuclear fuerte y no se encuentran libres en la naturaleza.

    Hay seis tipos de quarks: los dos quarks más livianos se llaman arriba (UP) y abajo (DOWN). El tercer quark se nombra estraño (STRANGE). El cuarto tipo de quark se conoce como encanto (CHARM). Los quarks quinto y sexto fueron llamados originalmente verdad (TRUE) y belleza (BEAUTY), pero incluso los físicos pensaron que era demasiado absurdo. Ahora ellos son llamados cima (TOP) y fondo (BOTTOM) manteniendo las iniciales T y B.

  • Neutrón

    Se encuentra junto con el protón, en los núcleos atómicos. Su masa es ligeramente mayor que la del protón. No tiene carga eléctrica y está constituido de tres quarks.

  • Protón

    Partícula de carga eléctrica igual a la del electrón pero positiva y con una masa 1800 veces mayor. Está formado por tres quarks y se encuentra normalmente junto con el neutrón dentro de los núcleos atómicos. En el Sol se encuentran libres.

  • Fotón

    Es un paquete de energía electromagnética o luz. Éste fue propuesto por Albert Einstein para explicar cuando la luz choca con un electrón de un átomo y lo saca del átomo

Autoevaluación

Es momento de revisar lo que has aprendido sobre estas partículas. Relaciona el concepto con su definición.

QuarksGravedadGluonesElectromagnetismoLeptonesBosones
DescripciónConcepto
Fuerza débil que ejerce la masa de un cuerpo sobre otro.
Fuerza que afecta a los cuerpos eléctricamente cargados.
Se dice que son partículas sociables.
Estas partículas mantienen unidas a las partículas que conforman el núcleo.
Son las partículas fundamentales más livianas.
No se encuentran libres en la naturaleza y forman parte de protones y neutrones. Hay 6 tipos.
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