Zoológico de Partículas Subatómicas

Zoológico de Partículas Subatómicas

El "Zoológico de Partículas Subatómicas" es una expresión utilizada para referirse a la diversidad de partículas elementales que se han descubierto en el ámbito de la física de partículas y la mecánica cuántica. Estas partículas pueden clasificarse en diferentes categorías y subcategorías según sus propiedades y características.

Las principales categorías en el "Zoológico de Partículas Subatómicas" son las siguientes :

Zoológico de Partículas Subatómicas

Partículas Elementales

Partículas Elementales : También conocidas como partículas fundamentales o partículas subatómicas elementales, son las unidades básicas e indivisibles de la materia y las interacciones en el ámbito de la física de partículas. Son los constituyentes básicos del modelo estándar de la física de partículas, que es la teoría actualmente aceptada para describir las partículas y las fuerzas fundamentales que actúan entre ellas.

Se consideran "elementales" en el sentido de que no se ha encontrado evidencia experimental de que estén compuestas por partículas más pequeñas. Se cree que no tienen una estructura interna y no se pueden dividir en partes más pequeñas sin perder sus propiedades fundamentales.

Fermiones : Son una clase de partículas elementales que pertenecen a una de las dos categorías fundamentales de partículas en el modelo estándar de la física de partículas. Son las partículas que constituyen la materia y obedecen al principio de exclusión de Pauli, que establece que dos fermiones idénticos no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo.

Los fermiones se caracterizan por tener un espín semientero, lo que significa que su espín intrínseco (una propiedad cuántica relacionada con el momento angular) es un múltiplo entero de 1/2 en unidades de la constante reducida de Planck..

Quarks : Son partículas elementales que constituyen uno de los bloques fundamentales de la materia, siendo los constituyentes básicos de los hadrones, que incluyen los protones y neutrones que forman los núcleos atómicos. Los quarks son considerados partículas elementales indivisibles, es decir, no se ha encontrado evidencia experimental de que estén compuestos por partículas más pequeñas.

Leptones : Son partículas elementales que constituyen otra categoría fundamental de partículas en el modelo estándar. Son partículas indivisibles y no tienen una estructura interna. Los leptones son fermiones, lo que significa que tienen un espín intrínseco de 1/2 y obedecen al principio de exclusión de Pauli.

Los leptones participan en interacciones a través de las fuerzas electromagnética y débil, pero no interactúan directamente con la fuerza nuclear fuerte. Además, los leptones no están sujetos al confinamiento de la fuerza nuclear fuerte, lo que significa que pueden existir de forma libre.

Bosones : Son partículas elementales que a diferencia de los fermiones, que son las partículas constituyentes de la materia, los bosones son partículas mediadoras que transmiten las fuerzas fundamentales entre las partículas.

Los bosones se caracterizan por tener espín entero, lo que significa que su espín intrínseco es un múltiplo entero de la constante reducida de Planck..

Bosón de Gauge : Un bosón de gauge, también conocido como bosón de calibre o bosón vectorial, es un tipo de partícula que surge en el contexto de las teorías de campos cuánticos y en particular en la descripción de las interacciones fundamentales en el modelo estándar.

En la teoría de campos cuánticos, las fuerzas fundamentales se describen mediante campos cuánticos y las partículas mediadoras de estas fuerzas se llaman bosones de gauge. Estos bosones transmiten las interacciones entre las partículas cargadas eléctricamente o con otra propiedad cuantizada, y son responsables de la manifestación de las fuerzas fundamentales.

Los bosones de gauge son partículas fundamentales que no tienen masa en la teoría clásica. Sin embargo, en la teoría cuántica de campos, debido a la interacción con el campo de Higgs, algunos bosones de gauge adquieren masa.

Bosón Escalar : Un bosón escalar es un tipo de partícula elemental que tiene espín 0. A diferencia de los bosones vectoriales, como los fotones o los bosones W y Z, que tienen espín 1, los bosones escalares no tienen dirección ni orientación en el espacio ya que se encuentran dispersos y distribuidos en todo el espacio.

Hipotéticas : Las partículas elementales hipotéticas son partículas subatómicas que se postulan teóricamente pero que aún no han sido confirmadas experimentalmente. Estas partículas se proponen con el fin de explicar fenómenos o resolver problemas que no pueden ser explicados por las partículas conocidas en el modelo estándar de la física de partículas.

Supersimétricas : Son partículas hipotéticas que se postulan en el marco teórico de la supersimetría. La supersimetría es una extensión teórica del modelo estándar de la física de partículas que propone una simetría entre partículas fermiónicas (partículas con espín semientero, como electrones o quarks) y partículas bosónicas (partículas con espín entero, como fotones o gluones).

En la teoría de la supersimetría, cada partícula del modelo estándar tiene una partícula supersimétrica asociada, llamada spartícula. Por ejemplo, el electrón tendría una spartícula supersimétrica llamada selectrón, el quark tendría un squark y el fotón tendría un fotino.

Las spartículas tienen las mismas propiedades de carga, color y sabor que sus contrapartes del modelo estándar, pero difieren en sus masas y espines. La supersimetría predice que por cada partícula conocida en el modelo estándar, debe haber una spartícula con un espín diferente.

Partículas Compuestas

Partículas Compuestas : En la física de partículas, las partículas compuestas son aquellas que están formadas por la combinación de otras partículas más elementales. 

Hadrones : Son partículas subatómicas que están compuestas por quarks, que son partículas fundamentales con carga fraccionaria. Los quarks se unen entre sí mediante la interacción fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales descritas en el modelo estándar de la física de partículas.

Bariones: Son hadrones compuestos por tres quarks. Los bariones más conocidos son el protón y el neutrón, que son los componentes principales de los núcleos atómicos. El protón está compuesto por dos quarks arriba y un quark abajo, mientras que el neutrón está compuesto por un quark arriba y dos quarks abajo. Además del protón y el neutrón, hay muchos otros bariones, como el lambda (compuesto por un quark arriba, un quark abajo y un quark extraño) y el sigma (compuesto por tres quarks de diferentes tipos).

Mesones: Los mesones son hadrones compuestos por un quark y un antiquark. Los mesones son partículas inestables y tienen una vida media corta. Algunos ejemplos de mesones son el pión (compuesto por un quark arriba y un antiquark abajo) y el kaón (compuesto por un quark extraño y un antiquark arriba o abajo).

Hadrones Exóticos : Los hadrones exóticos son partículas subatómicas que están compuestas por quarks y antiquarks, al igual que los hadrones convencionales (como los bariones y los mesones), pero tienen configuraciones de quarks diferentes a las observadas en los hadrones establecidos en el modelo estándar.

Los hadrones exóticos pueden tener sabores de quarks que no se encuentran en los hadrones convencionales, como quarks encantados, extraños o bottom, en combinaciones no usuales. Además, los hadrones exóticos pueden tener configuraciones de espín y carga diferentes a las de los hadrones convencionales.

Hipotéticas Compuestas : Estas partículas compuestas hipotéticas se basan en teorías más allá del modelo estándar, como la supersimetría, la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica.

Cuasipartículas

Cuasipartículas : Las cuasipartículas son fenómenos que aparecen en sistemas físicos colectivos, como sólidos, líquidos o gases, donde se comportan como si fueran partículas elementales a pesar de no serlo en realidad. Aunque se les llama "cuasipartículas", no son partículas fundamentales en el sentido de las partículas subatómicas, sino que son descripciones matemáticas o conceptuales útiles para entender y analizar el comportamiento colectivo de un sistema.

Las cuasipartículas se forman como resultado de las interacciones y excitaciones de las partículas fundamentales que componen el sistema. Estas interacciones pueden ser tan fuertes que las partículas fundamentales se combinan y se comportan colectivamente como una partícula emergente con propiedades distintas.

Es importante tener en cuenta que esta clasificación no es exhaustiva, y que la física de partículas es un campo en constante desarrollo. Nuevas partículas pueden ser descubiertas en el futuro y clasificaciones más detalladas pueden surgir a medida que se avance en la comprensión de la naturaleza de las partículas subatómicas.