"Los ladrillos" del universo

Este documento es un complento a los materiales tratados en: Las teorías científicas y sus modelos cosmológicos.

PARTÍCULAS ELEMENTALES

1.      CLASIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS:

1.1.   Fermiones:

1.1.1.     Leptones.

1.1.2.     Hadrones.

1.2.   Bosones:

2.      LEPTONES: Son aquellas partículas que no tienen estructura interna, son sensibles a las interacción débil y no están constituidos por partículas más elementales. Su clasificación es la siguiente:

2.1.   Electrón:

-          Su masa y carga es casi despreciable, tiene una gran importancia ya que explica gran cantidad de fenómenos físicos.

-          Al electrón está unido una partícula eléctricamente neutra, el neutrino electrónico (n_e).

-          Forma parte de las radiacionesb.

-          Su antipartícula es el positrón.

-          El positronio es el sistema formado por un electrón y un positrón girando uno alrededor del otro a la misma velocidad, al contrario que el átomo de hidrógeno donde el protón no se mueve debido a su mayor masa.

2.2.   Muón:

-          Su neutrino asociado se simboliza (  n_m  ).

-          Es 200 veces superior al electrón.

-          No es estable como el electrón.

-          Forma parte de las radiaciones cósmicas.

2.3.   Tau:

-          Inestable.

-          3600 veces el electrón.

-          - Su neutrino asociado es el Tau que se simboliza (  n_t   ).

3.      HADRONES:

-          Los hadrones tienen un rasgo común se tratan de partículas de un espín ½ o 3/2 y se les llama por ello fermiones.

-          Son sensibles a las interacciones fuertes.

-          Están constituidos por partículas elementales llamados Quarks.

-          Lo común entre leptones y hadrones es ser sensible a las interacciones electromagnéticas y la interacción débil.

-          Los quarks “u” y “d” bastan para constituir los principales hadrones y los más abundantes del universo. Los quarks no se encuentran nunca en estado libre.

-          Protonio es un antiprotón y protón que giran uno alrededor del otro a una distancia de 10  cm. Tanto el protonio como el positronio están ligados por fotones. Mientras los quarkonios están ligados por gluones.

-          Quarks:

-          u	-          c	-          t?
-          d	-          s	-          b

-          u= up arriba, d= down abajo, s= strange extraño, c= charm  encanto, b=              belleza, t= top.

-          Antiquarks

-          `u	-          `c	-          `t?
-          `d	-          `s	-          `b

-          Son necesarios tres quarks para fabricar un barión de espín ½ o 3/2.

3.1.   Los hadrones pueden ser:

3.1.1.     Bariones:

-          Protón: uud.

-          Neutrón: udd.

                        

                       

3.2.   Quarkiones: Es un sistema binario formado por un quarks y un antiquarks de igual masa. Los quarkonios más interesantes son los formados por los quarks más pesados, es decir, belleza y encanto. Su espín característico es 0 o 1 y se obtienen los mesones. Además de la interacción espín-órbita existe la interacción espín-espín. Si tienen espines paralelos se llaman orto=1 y antiparalelos para=0

Quarkonios	Piones o mesones p	p+	ud
		p0	uu +dd
		p-	du
	Kaones o mesones K	K+	us
		K0	ds
	Mesones encantados	D+	cd
		D0	cu
	Estragonio		ss
	Charmonio		cc
	Beautonios		bb
	Toponios a nivel teórico.		tt

4.      Diferencias y semejanzas entre el sistema solar y el átomo:

4.1.   Semejanzas:

-          Los planetas giran alrededor del sol.

-          Los electrones giran alrededor del núcleo.

4.2.   Diferencias:

-          El sistema solar se explica por la mecánica clásica

-          El átomo por la mecánica cuántica:

·         El electrón no puede seguir cualquier trayectoria, sino una trayectoria determinada  que se corresponde a un determinado tipo de energía.

·         El salto de una órbita a otra E-E^¢=h.v es un fotón cuya energía es la diferencia de los dos niveles de energía.

5.      Tipos de interacciones: Los bosones son todas aquellas partículas intermediarias de las fuerzas. Cuando actúan como tales no tienen existencia verdadera, sólo existen en estado virtual.

5.1.   interacción gravitacional: Su partícula es el gravitón del cual solo se posee indicios indirectos basados en la pérdida de energía de las estrellas dobles.

5.2.   Interacción electromagnética: Su partícula es el fotón. El átomo es neutro y está unido por la fuerza electromagnética.

                                       

5.3.   Interacción débil: Su partícula son los bosones intermedios W⁺, W^-, Z⁰

5.4.   Interacción fuerte: Su partícula son los gluones, no han sido observados en estado libre. Este tipo de interacción se llama de color.