Partículas fisicas)

Esquema general de las partículas

En física, una partícula es un componente microscópico de la materia . Las partículas se dividen en elementales y no elementales: las primeras, descritas por el modelo estándar , se consideran indivisibles, las segundas son agregados de las primeras.

Otra clasificación se da a partir del espín , que permite distinguir dos clases de partículas:

Bosones , con giro completo
Fermiones , con giro medio entero

Los fermiones obedecen al principio de exclusión de Pauli (dos fermiones idénticos no pueden ocupar simultáneamente el mismo estado cuántico ) y siguen las estadísticas de Fermi-Dirac . Los bosones, por otro lado, son libres de agrupar el mismo estado cuántico y seguir la estadística de Bose-Einstein .

Incluso cuando están en masa , las partículas elementales a menudo se estudian y modelan como objetos puntuales .

Partículas elementales

El mismo tema en detalle: Partícula elemental .

Modelo estándar de partículas elementales

Fermiones , divididos en dos clases más sus respectivas antipartículas.

Leptonas , sujetas a interacción débil y electromagnética (si la carga es diferente de 0), divididas en tres familias, cada una de las cuales está asociada con un neutrino particular:

Nombre de pila	Carga eléctrica	Masa ( GeV / c ² )
Electrón (e ^- , β ^- )	-1	0,000511
Neutrino electrónico (ν _e )	0	< 2,2 × 10 ⁻¹⁰
Muón (μ)	-1	0.1056
Neutrino muón (ν _μ )	0	< 1,7 × 10 ⁻⁴
Tauone (τ)	-1	1,777
Tau neutrino _(ν τ)	0	<0.0155

Quarks , sujetos a una fuerte interacción y una interacción electrodébil :

Nombre de pila	Carga	Masa estimada ( MeV / c ² )
Quark arriba (u)	+2/3	1,5 hasta 4 ¹
Quark abajo (d)	-1/3	4 hasta 8 ¹
Quark extraño / de lado (s)	-1/3	de 80 a 130
Encanto de quark / Centro (c)	+2/3	1 150 hasta 1 350
Fondo de quark / Belleza (b)	-1/3	4 100 hasta 4 400
Quark top / Verdad (t)	+2/3	174300 ± 5 100

Antileptones (Misma subdivisión que los leptones)
Antiquark (Misma subdivisión que los quarks)

Bosones , mediadores de interacciones fundamentales :

Nombre de pila	Símbolo	Antipartícula	Carga	Girar	Masa ( GeV / c ² )	Interacciones	Fuerza mediada
Fotón	γ	él mismo	0	1	0	nuclear débil , electromagnética , gravitacional	fuerza electromagnetica
Boson W	W ⁺ / W ^-	W ^- / W ⁺	± 1	1	80,4	nuclear débil , electromagnética , gravitacional	fuerza nuclear débil
Boson Z	Z ⁰	él mismo	0	1	91,2	nuclear débil , gravitacional	fuerza nuclear débil
Gluona	gramo	él mismo	0	1	0	poder nuclear gravitacional fuerte	fuerza nuclear fuerte
bosón de Higgs	H ⁰	¿él mismo?	0	0	~ 125,5 ^[1] ^[2]	electrodébil , gravitacional	-
Partícula hipotética Graviton	GRAMO.	¿él mismo?	0	2	0	gravitacional	fuerza gravitacional

Partículas no elementales

Las partículas no elementales que componen toda la materia conocida en la naturaleza son:

Hadrones , partículas que interactúan fuertemente y se cree que están compuestas por quarks , antiquarks y gluones . Hay dos tipos: ^[3]
- Los bariones son fermiones (giro medio entero). Pertenecen a esta categoría:
  - Nucleones , bariones que constituyen la materia ordinaria, compuestos por tres quarks , pertenecientes a la primera generación:
    - Protón , compuesto por dos quarks ascendentes y uno descendente .
    - Neutrón , que consta de dos quarks abajo y un quark arriba .
  - Hiperones , todas las demás combinaciones de tres quarks o tres antiquarks .
  - Bariones exóticos , número de bariones ± 1 pero compuestos por más de tres quarks / antiquarks.
    - Pentaquarks , formado por cinco quarks.
- Mesones , bosones (espín completo) compuestos por un quark y un antiquark con carga de color opuesta. Pertenecen a esta categoría:
  - Mesones pseudoescalares , caracterizados por spin 0 y paridad - ( J ^P = 0 ^- ).
  - Mesones vectoriales , caracterizados por espín 1 y paridad - ( J ^P = 1 ^- ).
  - Tetraquarks , mesones exóticos compuestos por cuatro quarks.
Átomos , compuestos por protones y neutrones que forman el núcleo y electrones unidos a él por la fuerza electromagnética .
Moléculas , formadas por átomos .

Teorías supersimétricas

Según algunas teorías, llamadas supersimétricas , para cada partícula elemental enumerada anteriormente hay un socio supersimétrico. En particular, para un fermión, el socio supersimétrico es un bosón y viceversa. Ejemplos de estas partículas son el fotino , el neutralino , el gravitino o el selectron , el smuone , el sneutrino, etc. Sin embargo, estas partículas son solo especulaciones teóricas y actualmente no hay evidencia experimental para ellas.

Nota

^ El experimento ATLAS presenta el último estado de búsqueda de Higgs , CERN, 13 de diciembre de 2011. Obtenido el 13 de diciembre de 2011 (archivado desde el original el 6 de enero de 2012) .
^ Búsqueda de CMS para el bosón de Higgs del modelo estándar en los datos del LHC de 2010 y 2011 , CERN, 13 de diciembre de 2011. Consultado el 13 de diciembre de 2011 .
^ La siguiente lista muestra solo los quarks de valencia, que en la teoría del modelo estándar caracterizan el estado fundamental de un barión . Por ejemplo, en base a la energía total que posee un barión, esta se puede manifestar por la presencia, en su estructura interna, de pares de quark-antiquarks de la misma familia y también de gluones . Todo esto, sin embargo, no altera las características del barión como la carga eléctrica o el número de bariones o la carga de color .

Bibliografía

( ES ) G. t'Hooft. En busca de los bloques de construcción definitivos. Cambridge University Press, 2001. ISBN 978-0521578837
( EN ) W. Noel Cottingham y Derek A. Greenwood. Introducción al modelo estándar de física de partículas. Londres, Cambridge University Press, 1999. ISBN 978-0521588324
( ES ) F. Mandl y G. Shaw. Teoría cuántica de campos . ISBN 0471941867
( ES ) Y. Hayato et al. . Busque la desintegración de protones a través de p → νK ⁺ en un detector Cherenkov de agua grande . Physical Review Letters 83, 1529 (1999).
R. Oerter. La teoría de casi todo. El modelo estándar, el triunfo olvidado de la física moderna. 2006
( ES ) C. Amsler, et al. . Revisión de la física de partículas .

enlaces externos

( EN ) Todos los datos detallados de partículas , en pdg.lbl.gov .
ScienzaPerTutti: ¡donde la física puede ser simple y divertida! , en Scienzapertutti.lnf.infn.it .
El modelo estándar: donde todo son "partículas elementales" ^{[ enlace roto ]} , en infn.it.
( EN ) Particle Data Group , en pdg.lbl.gov .
Particella , en Treccani.it - Enciclopedias en línea , Instituto de la Enciclopedia Italiana.

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[ATLAS-13Dec2011-1] ^ El experimento ATLAS presenta el último estado de búsqueda de Higgs , CERN, 13 de diciembre de 2011. Obtenido el 13 de diciembre de 2011 (archivado desde el original el 6 de enero de 2012) .

[2] Búsqueda de CMS para el bosón de Higgs del modelo estándar en los datos del LHC de 2010 y 2011 , CERN, 13 de diciembre de 2011. Consultado el 13 de diciembre de 2011 .

[3] ^ La siguiente lista muestra solo los quarks de valencia, que en la teoría del modelo estándar caracterizan el estado fundamental de un barión . Por ejemplo, en base a la energía total que posee un barión, esta se puede manifestar por la presencia, en su estructura interna, de pares de quark-antiquarks de la misma familia y también de gluones . Todo esto, sin embargo, no altera las características del barión como la carga eléctrica o el número de bariones o la carga de color .

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[2]

[3]