Componentes del núcleo. Modelo estándar

Componentes del Núcleo.
Para explicar el mundo de las partículas elementales que conforman el microcosmos los físicos han creado
algo que se conoce como el Modelo Estándar, este modelo describe las partículas que constituyen a la materia
y a las fuerzas con campo cuántico.
Este modelo básicamente se divide en dos grupos que más adelante describiremos. Los grupos fundamentales
son las familias de Quarks y las familias de Leptones. A continuación se presenta un cuadro de cada grupo:
QUARKS
Familia uno:
• Quark Arriba.
• Quark Abajo.
Familia dos:
• Quark Encanto.
• Quark Extraño.
Familia tres:
• Quark Cima.
• Quark Valle.
LEPTONES
Familia uno:
• Electrón
• Neutrino.
Familia dos:
• Muón.
• Neutrino.
Familia tres:
• Tauón.
• Neutrino.
Ahora bien, los Quarks se consideran las partículas más elementales de materia. Al igual que cada partícula
posee su equivalente en antimateria; es decir, los Antiquarks. Los Quarks nunca se encuentran solos en la
naturaleza puesto que se combinan entre ellos para formar el grupo de los Hadrones, cuya tabla se encuentra
más abajo. Cabe mencionar que cada tipo de quark entra dentro de otra clasificación, la clasificación de los
colores, de tal forma que tenemos tres colores: azul, rojo y verde. Por lo tanto tenemos, por ejemplo, un Quark
Cima rojo, un Quark Cima verde y un Quark Cima azul.
HADRONES
Partícula:
Protón.
Neutrón.
Símbolo:
p
n
Masa:
1.673 x 10−27 kg.
1.675 x 10−27 kg.
Carga:
1.6 x 10−18 Coulombs.
Neutra.
Es importante mencionar que la diferencia entre Leptones y Quarks es que a los Quarks nunca los vamos a
encontrar solos en la naturaleza, esto es, un Quark siempre va a estar agrupado con otro y a los Leptones si
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podemos encontrarlos libres.
Existen otros grupos de partículas fundamentales que son resultado de colisiones entre otras partículas,
principalmente el Hadrón Protón entre sí o con algún Leptón. Entre más energética sea la colisión, de mayor
masa va a ser la partícula producto. Esto ocurre gracias a la ecuación de Einstein E=mc2 puesto que la energía
liberada de dicho choque se convierte en materia. Los grupos principales de dichas colisiones son dos:
Bariones y Mesones; cuyas tablas se encuentran más abajo:
BARIONES
Partícula:
Hiperión Omega.
Hiperión Xi.
Hiperión Sigma.
Hiperión Lambda
Símbolo:
ð
ð
ð
ð
Masa:
3,286
2,583
2,327
2,181
Carga:
−1
0, −1
+1, 0, −1
0
Símbolo:
ð
ð
Masa:
965
273
Carga:
+1, 0
+1, 0, −1
MESONES
Partícula:
Kaón.
Pión.
Finalmente, en el campo de la materia del Modelo Estándar tenemos una partícula teórica que conocemos
como Higgs, esta partícula se cree que es la que provee de masa a todas las demás. No se ha descubierto por
su naturaleza sumamente masiva, pues, como se mencionaba antes, se necesita una colisión entre dos protones
sumamente energética para tener energía suficiente para poder encontrarla. Este es el único hueco que en
cuanto a materia se refiere.
Teoría de Campos:
Pasemos ahora a la parte de Fuerzas Fundamentales o Campos de este modelo. De acuerdo con esto, tenemos
cuatro Campos que con sus interacciones sobre la materia, esta se manifiesta. Estos campos son los que
gobiernan al univeso. Cada campo posee una partícula que lo transporta y se tiene cierta certeza que el
intercambio de partículas de fuerza entre partículas de materia es lo que a las interacciones entre los campos y
los cuerpos.
A continuación se muestra un cuadro explicativo de cada campo con su respectiva descripción y respectiva
partícula transmisora de dicho campo.
CAMPOS
Campo:
Partícula Transmisora:
Gravedad.
Gravitón (aún teórica)
Electromagnético.
Fotón.
Descripción:
• Fuerza atractiva.
• Largo Alcance.
• Conforma la estructura del universo.
• Es la fuerza más débil.
• Fuerza Atractiva o Repulsiva.
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• Largo Alcance.
• Es la fuerza más fuerte.
Nuclear Débil.
Nuclear Fuerte.
W+, W− y Z0
• Fuerza de poca intensidad.
• Muy corto alcance.
• Responsable del decaimiento beta.
Gluones.
• Fuerza de gran intensidad.
• Corto Alcance.
• Mantiene unidos a los Neutrones y Protones
en el núcleo y a los Quarks en el Hadrón que
conforman.
Por último, dentro de la Teoría de Campos del Modelo Estándar, tenemos el último grupo que es el de los
Bosones, el grupo de los bosones abarca a las cuatro Partículas Transmisoras de los Campos. Con el fin de
esquematizar, se muestra un cuadro más abajo:
Gravitones.
BOSONES
Gravedad.
Fotones.
W+, W−, Z0
Gluones.
Electromagnetismo.
Fuerza Nuclear Débil.
Fuerza Nuclear Fuerte.
Teoría de Supercuerdas:
Esta teoría es bastante reciente, es de la década de los ´80. Va más allá del Modelo Estándar pero sin
contradecirlo del todo. Su objetivo es demostrar que las partículas de materia están formadas muy
íntimamente por cuerpos sumamente pequeños y abstractos llamados Supercuerdas, que son pequeñísimos
aros y cuerdas que constituyen fundamentalmente al universo. Esta teoría establece que el microcosmos está
dividido en cuatro niveles de organización en cuanto a complejidad:
El primer nivel engloba al Modelo Estándar en sí, es puramente descriptivo. El segundo nivel, se le conoce
como Nivel de Simetría, mediante los cuales se crean las relaciones entre los Campos y las partículas de
materia. El tercer nivel es donde se encuentra la planta donde los niveles de simetría se interpretan como
estados de un espacio, no de tres dimensiones, sino de diez. Y en la cuarta, el culmen del nivel de abstracción,
se encuentra el mundo donde vive el constituyente fundamental de la materia: las supercuerdas. Estos objetos
definen a través de su comportamiento esos estados que provocan la aparición de los grupos de simetría que a
su vez relacionan las fuerzas con la materia, y que a su vez explican el comportamiento de las partículas
subatómicas y los átomos.
Por este motivo, decir que una spercuerda es una curva ondulante que se mueve en un espacio de diez
dimensiones de simetría peculiar no es decir nada.
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