Subparticulas Atomicas

“Al tomar una porción de la naturaleza e ir dividiéndola, llegaré a una parte que no podrá ser dividida, a esa porción le llamaré: Átomo”

Demócrito.

Átomo: Unidad básica de un elemento, el cuál está compuesto de Protones (carga positiva) y Neutrones (carga neutra) que se ubican en el núcleo y Electrones (carga negativa) que se encuentran en orbitales que giran alrededor del núcleo, es decir, en su corteza.

El primero en utilizar este término, fue Demócrito, ya que pensaba que todos los elementos estaban formados por partículas que fueran indivisibles (Átomo = Sin división). Sin embargo, ¿Cuáles son los componentes de uno de ellos? Antiguamente, los primeros modelos atómicos demostraban solo tres tipos de partículas subatómicas, las cuales cabe destacar: Protón, Neutrón y electrón.

Hoy en día, ha quedado demostrado gracias a los avances relacionados con la teoría atómica, que no sólo está compuesto de Protones, Neutrones y Electrones, sino de otras subpartículas atómicas que surgen a partir de la unión o desintegración atómica (Fusión y Fisión), las cuales nombraremos a continuación.

Bosón

El bosón es una partícula atómica o subatómica, de spin entero o nulo, que cumple los postulados de la estadística de Bose-Einstein e incumple el principio de exclusión de Paulli (establece que dos electrones no pueden ocupar el mismo estado energético). Son bosones las partículas alfa, los fotones y los nucleidos con un número par de nucleones.

El bosón recibe su nombre por Satyendra Nath Bose, un científico Bengali responsable de su descubrimiento. Debido a su spin, los bosones siguen la estadística Bose-Einstein, en donde cualquier número de bosones puede compartir el mismo estado cuantico. Los bosones no son realmente resistentes si se ubican en el mismo lugar, estos mismos, tienen momentos intrínsecos angulares. El hecho de que los bosones puedan ocupar un estado cuantico les permite comportarse de manera colectiva, y son responsables por el comportamiento de los lásers y el helio superfluito.

Fermión

Es una partícula perteneciente a una familia de partículas elementales caracterizada por su momento angular intrínseco o spin. Los fermiones son nombrados después de Enrico Fermi, en el modelo estándar, existen dos tipos de fermiones elementales, que son: Los quarks y los leptones. Según la teoría cuantica, el momento angular de las partículas solo puede adoptar determinados valores, que pueden ser múltiplos enteros de una determinada constante h (Constante de Planck) o múltiplos semientereos de esa misma constante. Los fermiones, entre los que se encuentran los electrones, los protones y los neutrones, tienen múltiplos semienteros de h, por ejemplo ±1/2h o ±3/2h. Los fermiones cumplen el principio de exclusión.

El nucleo de un átomo es un fermion o boson, dependiendo de si el número total de sus protones y neutrones es par o impar respectivamente. Recientemente, los científicos han descubierto que esto causa comportamiento muy extraño en ciertos átomos cuando son sometidos a condiciones inusuales, tal como el helio demasiado frió.

Quarks

El nombre genérico con que se designan los constituyentes de los hadrones. La teoría sobre los quarks se inicio a partir de los trabajos de Gell-Mann y Zweig (1966) y su existencia fue confirmada en 1977 (Por Fairbank y otros).

La física dedicada al estudio de la naturaleza fundamental de la materia ha formulado un modelo estándar, capaz de explicar una serie de hechos e incapaz de dar respuesta a otros. Este modelo se basa en la actualidad en la hipótesis de que la materia ordinaria esta formada por dos clases de partículas, los quarks (que se combinan para formar partículas mayores) y los leptones, además de que las fuerzas que actúan entre ellas se transmiten mediante una tercera clase de partículas llamadas bosones, que ya explicamos anteriormente.

El spin de los quarks es de ½, hay seis tipos distintos de quarks que los físicos han denominado de la siguiente manera: up, down, charm, strange, top, y bottom además de los correspondientes antiquarks.

La carga eléctrica de los quarks es fraccionaria de la unidad fundamental de carga; así por ejemplo, el quark up tiene una carga fraccionaria igual a 2/3 de la unidad elemental.

Los quarks no se encuentran libres en la naturaleza sino formando hadrones, estos se dividen en dos tipos:

mesones: Formados por un quark y un antiquark

bariones: Formados por tres quarks

Además de las cargas ya mencionadas, los quarks tienen otra carga de color, que no tiene nada que ver con el color real de estas partículas, y que mantiene unidos a los quarks mediante la interacción fuerte, además de ser la responsable de la formación de estos hadrones. Esta interacción esta descrita por la cromo dinámica cuantica (QCD). Existen tres tipos de carga de color: roja, azul y verde. Los antiquarks presentan además cargas opuestas, antirroja, antiazul, y antiverde. Los quarks están unidos entre si mediante el intercambio de partículas virtuales mediadoras de la interacción fuerte: los gluones. Junto a los leptones, los quarks forman prácticamente toda la materia de la que estamos rodeados. El termino quark, fue propuesto por Murria Gell-Mann, sacado de una novela de James Joyce, Finegan’s wake, del verso Three Quarks for Mr. Mark.

Leptón

Nombre que recibe cada una de las partículas elementales de spin igual a +1/2 y masa inferior a la de los mesones. Los leptones son fermiones entre los que se establecen interacciones débiles, y solo interacciones electromagnéticas si poseen carga eléctrica. Además, los leptones con carga eléctrica se encuentran casi siempre unidos a un neutrino asociado.

Existen tres tipos de leptones: el electrón, el muon y el tau. Cada uno esta representado por un par de partículas. Una es una partícula masivamente cargada, que lleva el mismo nombre que su partícula, (Como el electrón). La otra es una partícula neutral casi

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