Partículas Subatómicas

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¿Qué son las partículas subatómicas?

Se entiende por partículas subatómicas a las estructuras de la materia que son más pequeñas que el átomo y que, por ende, forman parte de éste y determinan sus propiedades. Dichas partículas pueden ser de dos tipos: compuestas (divisibles) o elementales (indivisibles).

A lo largo de la historia, el ser humano ha estudiado la materia y ha propuesto diversas teorías y aproximaciones más o menos científicas a las partículas más pequeñas que existen, las que lo componen todo.

Los distintos modelos atómicos propuestos desde la antigüedad encontraron lo que parece ser su forma definitiva en la contemporaneidad, gracias al desarrollo de la teoría cuántica, la electroquímica y la física nuclear, entre otras disciplinas.

Así, se sabe hoy que el átomo, la unidad más pequeña en que se encuentra la materia y que tiene las propiedades de un elemento químico, se compone en su mayor parte de vacío, con un núcleo de partículas en el que se concentra el mayor porcentaje de su masa, y otras partículas más (los electrones) girando a su alrededor.

El estudio experimental de las partículas subatómicas es arduo, ya que muchas de ellas son inestables y no pueden observarse sino en aceleradores de partículas. Sin embargo, se conocen bien las más estables, como son electrones, protones y neutrones.

Tipos de partículas subatómicas

Los protones y neutrones pueden subdividirse en partículas más simples llamadas quarks.

Las partículas subatómicas se clasifican de acuerdo a diversos criterios. Por ejemplo, las partículas más conocidas y estables son tres: electrones, protones y neutrones, diferentes entre sí por su carga eléctrica (negativa, positiva y neutra respectivamente) y su masa, o por el hecho de que los electrones son partículas elementales (indivisibles) y las últimas dos son compuestas. Además, los electrones orbitan el núcleo, mientras los protones y neutrones lo componen.

Por otro lado, los protones y neutrones, al ser partículas compuestas, pueden subdividirse en otras partículas llamadas quarks, unidas entre sí por otro tipo de partículas llamadas gluones. Tanto los quarks como los gluones son partículas indivisibles, es decir, elementales. Existen seis tipos de quarks: up (arriba), down (abajo), charm (encanto), strange (extrañeza), top (superior) y bottom (inferior).

Igualmente, existen los fotones, que son las partículas subatómicas responsables de la interacción electromagnética; y también los neutrinos y los bosones de gauge, responsables de las fuerzas nucleares débiles. Por último, existe el bosón de Higgs, partícula que fue descubierta en 2012 y que sería la responsable de que todas las demás partículas elementales (todo lo que compone al universo) tengan masa.

El comportamiento de las partículas elementales es un reto para la ciencia. Si bien la mecánica cuántica y el Modelo Estándar de Partículas Elementales son marcos teóricos que describen este mundo subatómico de manera asombrosamente exitosa, aún falta una teoría que pueda explicar todo el comportamiento del universo, que pueda unir la mecánica cuántica con la relatividad de Einstein. Hoy existen algunas de estas teorías, como la Teoría de cuerdas, pero su validez aún no está confirmada experimentalmente.