Modelo Estándar (I): Introducción Abril 18, 2009
Posted by Amarok in Ciencia, Física, Química (Composición de la Materia).trackback
El Modelo Estándar de física de partículas se basa en la Teoría Cuántica de Campos (consistente con la Mecánica Cuántica y la Relatividad Especial) para describir las interacciones fundamentales entre las partículas elementales que componen la materia. Aunque no es una teoría perfecta ya que no incluye la cuarta interacción fundamental que se conoce (la gravedad) y tiene un gran número de parámetros que se deben hallar experimentalmente en vez de obtenerlos a partir de primeros principios. Pese a todo es la mejor aproximación a la realidad con la que contamos y ha servido para predecir la existencia de partículas anteriormente desconocidas que más adelante han podido ser detectadas. El Modelo Estándar explica las interacciones nuclear débil, nuclear fuerte y la electromagnética, y describe a cada tipo de partícula en términos de un campo matemático.
Según esta teoría, las partículas existentes se pueden dividir en tres tipos: partículas de materia, partículas mediadores de las fuerzas y el bosón de Higgs.
Las partículas de materia son fermiones ya que tienen un valor de spin igual a 1/2 y por lo tanto obedecen el principio de exclusión de Pauli (dos fermiones no pueden encontrarse en el mismo estado cuántico). Estas partículas se dividen en dos grupos de seis miembros cada uno: quarks (up, down, strange, charm, top y bottom) y leptones (electrón, muón, tau o tauón, y sus respectivos neutrinos).
Las partículas mediadores de fuerza tienen un spin igual a 1 por lo que son bosones y siguen la estadística de Bose-Einstein. El Modelo Estándar explica las fuerzas fundamentales entre partículas mediante el intercambio de estas partículas mediadoras. Hay cuatro tipos de partículas dentro de este grupo: fotón (interacción electromagnética), bosones W y Z (mediadores en la interacción débil) y el gluón (causante de la interacción nuclear fuerte).
El tercer tipo de partícula fundamental es también un bosón y se conoce como bosón de Higgs. Esta partícula aún no ha sido descubierta pero el Modelo Estándar predice su existencia, que serviría para explicar el origen de las masas del resto de partículas. Se espera que en el LHC (Gran Colisionador de Hadrones) se pueda llegar a detectar este bosón.
A continuación se muestra un esquema de las partículas elementales predichas por el Modelo Estándar y de los hadrones (partículas compuestas):
Y aquí una tabla con todas las partículas elementales descubiertas, con sus valores de masa, carga y spin:
Poco a poco iré dedicando artículos a cada tipo de partícula y a las interacciones fundamentales con los que ampliar la información sobre el Modelo Estándar.
¿Estás seguro de que esto es así y hay que desechar definitivamente aquella explicación de Tales de Mileto que decía que todo es, en último término, agua?
¿Ni siquiera sirve aquello del ápeiron (lo indeterminado) de Anaximandro? ¿Te acuerdas de Anaximandro, verdad?
Está visto que la búsqueda del arjé de todas las cosas se está complicando terriblemente. Estaremos atentos a ver en qué para la cosa.
Claro que me acuerdo de Anaximandro. !¿Quién podría olvidarse de Anaximandro, de su Tierra cilíndrica, del ápeiron y de los hombres que provienen de peces?!
Ay, estos físicos de partículas que sólo sirven para complicarnos la vida y para gastarse un montón de dinero en enormes aceleradores de partículas capaces de destruir el mundo…
el acelerador de particulas no puede destruir la tierra, ( o almenos no hay proyeccion matematica que muestre eso), y estos experimentos son necesarios, en cuanto los filosofos semi-fisicos de la edad antigua aunque fueron necesarios para el desarrollo sus ideas sobre la composicon del universo son ridiculas y sin fundamentacion ( que claramente no podian tener) pero repito necesarias tal como sucede en el presentes con el modelo estandar, este debe ser demostrado, mejorado o negado para asi seguir avanzando.