Modelo Estándar: significado, características y funcionamiento.

Anuncios

El modelo estándar de física de partículas es la mejor aproximación de la física a una teoría completa de la realidad. Describe docenas de partículas y las interacciones entre ellas, que se dividen en tres categorías; la fuerza nuclear fuerte , la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo . Las partículas encajan en dos clases: bosones o ferimones.

Científico con vasos de precipitados

Los fermiones incluyen el conocido protón y neutrón (ambos compuestos por quarks, neutrinos y gluones) y el electrón , que es fundamental.

Anuncios

Los bosones median las interacciones entre fermiones.

La principal diferencia entre bosones y fermiones es que los bosones pueden compartir el mismo estado cuántico, mientras que los fermiones no. El modelo estándar se utiliza habitualmente para predecir los resultados de las interacciones entre partículas con muchas cifras significativas de precisión. No está del todo completo, pero es la mejor teoría existente desde sus inicios entre 1970 y 1973.

Los fermiones constan de 6 variedades de quark y 6 variedades de leptones.. Casi toda la materia que observamos a nuestro alrededor consta de 2 tipos de quark, el quark “up” y el quark “down”, y una variedad de leptones, el electrón. Estas tres partículas son suficientes para formar todos los átomos de la tabla periódica y las moléculas que crean cuando se unen entre sí. Los 4 quarks y 5 leptones restantes son versiones más masivas que, por lo demás, se comportan igual que sus primos menos masivos. Se pueden crear en experimentos de física de alta energía durante períodos de una fracción de segundo. Cada leptón tiene un neutrino (partícula portadora de energía de masa extremadamente baja y alta velocidad) que le corresponde. Todas estas partículas también tienen versiones de antimateria, que se comportan de la misma manera, pero se aniquilan al entrar en contacto con la no antimateria, convirtiendo la masa de ambas partículas en energía pura.

Anuncios

Los bosones vienen en 4 variedades, que median las tres fuerzas fundamentales mencionadas anteriormente . El bosón más familiar es el fotón , que media el electromagnetismo. Esto es responsable de todos los fenómenos que rodean a la electricidad, el magnetismo y la luz. Otros bosones incluyen los bosones W y Z, que median la fuerza nuclear débil; y gluones, que median la fuerte fuerza nuclear que une a los quarks en partículas más grandes como neutrones y protones. De esta manera, el Modelo Estándar explica o une 3 de las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza; la fuerza sobresaliente es la gravedad .

El bosón de Higgs es un bosón cuya existencia está predicha por el Modelo Estándar pero que aún no se ha observado. Sería responsable del mecanismo por el cual todas las partículas adquieren masa. Otro bosón hipotético es el gravitón, que mediaría las interacciones gravitacionales.

La gravedad no está incluida en el Modelo Estándar porque carecemos de una descripción teórica o pistas experimentales de los bosones que median las interacciones gravitacionales. Sin embargo, la teoría de cuerdas moderna ha introducido posibilidades intrigantes para una mayor exploración de las posibles formas de exponer el gravitón hipotético. Si algún día tiene éxito, puede llegar a reemplazar el Modelo Estándar uniendo las 4 fuerzas fundamentales, convirtiéndose así en la esquiva “Teoría del Todo”.

Anuncios