LAS VERDADERAS PARTÍCULAS ELEMENTALES

LAS VERDADERAS PARTÍCULAS ELEMENTALES

UNIVERSIDAD ESTATAL A DISTANCIA
Escuela de Ciencias Exactas y Naturales
FISICA MODERNA

Prof. Fernando Ureña Elizondo

elaborado por
Carmen Morales Alfaro

~ II - CUATRIMESTRE - 2012 ~

Recordemos que según la mecánica cuántica de las partículas, éstas  fueron concebidas por Louis De Broglie como entes que se comportaban de manera dual: como onda - partícula, según podemos entender a través de la siguiente animación:

Partiendo de ésta premisa y de todas las fuerzas observadas en la naturaleza:
1. Interacción nuclear fuerte (interacción hadrónica)
2. La interacción electromagnética.
3. La interacción nuclear débil y
4. La fuerza grasvitatoria.

Se nos permite la clasificación de todas las partículas, algunas participan en las cuatro interacciones, pero otras solo lo hacen en algunas de ellas. Así podemos establecer que, todas participan en las interacciones gravitatorias, conocida como la más débil de las interacciones. Las partículas que poseen carga eléctrica o momento magnético participan en la interacción electromagnética.

Las partículas que interaccionan por medio de la fuerza nuclear fuerte se denominan hadrones. Hay dos tipos: bariones y mesones.Los bariones que incluyen los nucleones, se consideran partículas elementales más masivas. Los mesones tienen masas intermedias entre la masa del electrón y la masa del protón.Las partículas que se desintegran por vía de la interacción fuerte poseen vidas medias cortas del orden de 10^-23 s, que es aproximadamente el tiempo que tarda la luz en recorrer una distancia igual al diámetro de un núcleo. En cambio las partículas que se desintegran por vía de la interacción débil tienen vidas medias muy superiores, del orden de 10^-10s.

Si utilizamos el término partícula fundamental para indicar una partícula puntual sin estructura, los hadrones no cumplen la definición, dado que éstos están formados por entidades que llamamos quarks, considerados como verdaderas partículas elementales.

Las partículas que participan en la interación débil, se llaman leptones (partículas ligeras), tales como los electrones, muones y neutrinos, todos ellos menos masivos que el hadrón más ligero. El último leptón descubierto posee una masa casi el doble que la del protón, por lo que ahora decimos que tenemos un "leptón pesado". Los leptones son partículas puntuales sin estructura, por lo que pueden considerarse como partículas realmente elementales, en el sentido de que no están compuestas por otras partículas.

Dentro de los leptones encontramos, entre sus seis variedades a los neutrinos, mismos que al igual que los fotones, carecen de masa, característica de gran significado cosmológico. Es decir, estariamos encontrando la respuesta a la cuestión de si vivimos en un universo en expansión indefinida o en un universo en expansión hacia un tamaño máximo, seguido por una contraccción, depende de la masa del universo, dado que la masa del neutrino es simplemente pequeña en lugar de cero.

SPIN:

Una característica importante de una partícula es su momento angular intrínseco del espín, caracterizado por el número cuántico s=1/2 que corresponde con la componente z de su espín. Los protones, neutrones , neutrinos y otras partículas que poseen un espín intrínseco caracterizado por el número cuántico s=1/2, se denomina partículas de espin, las cuales se llaman fermiones y obedecen al principio de exclusión de Pauli. Las partículas que poseen espín 0 o entero se denominan bosones y no obedecen al principio de exclusión de Pauli.

pares de electrones orbitando

(animación tomada de wikipedia)

BIBLIOGRAFÍA

Tipler, P. Mosca, G (2010). Física. Barcelona, España: Editorial Reverté, S.A. 6^ta Edición. Capítulo 41.