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Componentes del núcleo Modelo estándar - Monografía



 
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Teoría de campos y de supercuerdas. Partículas elementales. Quarks, leptones, hadrones, bariones, mesones. Bosones



Componentes del Núcleo.



Para explicar el mundo de las partículas elementales que conforman el microcosmos los físicos han creado algo que se conoce como el “Modelo Estándar”, este modelo describe las partículas que constituyen a la materia y a las fuerzas con campo cuántico.

Este modelo básicamente se divide en dos grupos que más adelante describiremos. Los grupos fundamentales son las familias de Quarks y las familias de Leptones. A continuación se presenta un cuadro de cada grupo:

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Ahora bien, los Quarks se consideran las partículas más elementales de materia. Al igual que cada partícula posee su equivalente en antimateria; es decir, los Antiquarks. Los Quarks nunca se encuentran solos en la naturaleza puesto que se combinan entre ellos para formar el grupo de los Hadrones, cuya tabla se encuentra más abajo. Cabe mencionar que cada tipo de quark entra dentro de otra clasificación, la clasificación de los colores, de tal forma que tenemos tres colores: azul, rojo y verde. Por lo tanto tenemos, por ejemplo, un Quark Cima rojo, un Quark Cima verde y un Quark Cima azul.

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Es importante mencionar que la diferencia entre Leptones y Quarks es que a los Quarks nunca los vamos a encontrar solos en la naturaleza, esto es, un Quark siempre va a estar agrupado con otro y a los Leptones si podemos encontrarlos libres.

Existen otros grupos de partículas fundamentales que son resultado de colisiones entre otras partículas, principalmente el Hadrón Protón entre sí o con algún Leptón. Entre más energética sea la colisión, de mayor masa va a ser la partícula producto. Esto ocurre gracias a la ecuación de Einstein E=mc2 puesto que la energía liberada de dicho choque se convierte en materia. Los grupos principales de dichas colisiones son dos: Bariones y Mesones; cuyas tablas se encuentran más abajo:

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Finalmente, en el campo de la materia del Modelo Estándar tenemos una partícula teórica que conocemos como Higgs, esta partícula se cree que es la que provee de masa a todas las demás. No se ha descubierto por su naturaleza sumamente masiva, pues, como se mencionaba antes, se necesita una colisión entre dos protones sumamente energética para tener energía suficiente para poder encontrarla. Este es el único hueco que en cuanto a materia se refiere.


Teoría de Campos:



Pasemos ahora a la parte de Fuerzas Fundamentales o Campos de este modelo. De acuerdo con esto, tenemos cuatro Campos que con sus interacciones sobre la materia, esta se manifiesta. Estos campos son los que gobiernan al univeso. Cada campo posee una partícula que lo transporta y se tiene cierta certeza que el intercambio de partículas de fuerza entre partículas de materia es lo que a las interacciones entre los campos y los cuerpos.
A continuación se muestra un cuadro explicativo de cada campo con su respectiva descripción y respectiva partícula transmisora de dicho campo.

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Por último, dentro de la Teoría de Campos del Modelo Estándar, tenemos el último grupo que es el de los Bosones, el grupo de los bosones abarca a las cuatro Partículas Transmisoras de los Campos. Con el fin de esquematizar, se muestra un cuadro más abajo:

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Teoría de Supercuerdas:



Esta teoría es bastante reciente, es de la década de los ´80. Va más allá del Modelo Estándar pero sin contradecirlo del todo. Su objetivo es demostrar que las partículas de materia están formadas muy íntimamente por cuerpos sumamente pequeños y abstractos llamados “Supercuerdas”, que son pequeñísimos aros y cuerdas que constituyen fundamentalmente al universo.

Esta teoría establece que el microcosmos está dividido en cuatro niveles de organización en cuanto a complejidad:

El primer nivel engloba al Modelo Estándar en sí, es puramente descriptivo. El segundo nivel, se le conoce como Nivel de Simetría, mediante los cuales se crean las relaciones entre los Campos y las partículas de materia.

El tercer nivel es donde se encuentra la planta donde los niveles de simetría se interpretan como estados de un espacio, no de tres dimensiones, sino de diez. Y en la cuarta, el culmen del nivel de abstracción, se encuentra el mundo donde vive el constituyente fundamental de la materia: las supercuerdas. Estos objetos definen a través de su comportamiento esos estados que provocan la aparición de los grupos de simetría que a su vez relacionan las fuerzas con la materia, y que a su vez explican el comportamiento de las partículas subatómicas y los átomos.

Por este motivo, decir que una spercuerda es una curva ondulante que se mueve en un espacio de diez dimensiones de simetría peculiar no es decir nada.


Autor:

Mapache





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