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Viernes, 16 Mayo 2014 16:33

MODELO ESTÁNDAR DE LA FISICA DE PARTICULAS (I). DE QUÉ ESTÁ HECHA LA MATERIA

Escrito por  Carlos Grifo
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Un periodista le preguntó a Albert Einstein “¿Me puede Ud. explicar la Ley de la Relatividad?” y Albert Einstein le contestó “¿Me puede Ud. explicar cómo se fríe un huevo?”. El periodista lo miró extrañado y le contesta “Pues, sí, sí que puedo”, a lo cual Einstein replicó “Bueno, pues hágalo, pero imaginando que yo no sé lo que es un huevo, ni una sartén, ni el aceite, ni el fuego”.

Me permito referirme a esta cita para explicar (sin asustar) por qué el descubrimiento de mayor impacto mediático (totalmente merecido) del CERN en sus 60 años de existencia ha sido tan importante: el Higgs. No explicaré aquí que es “eso” del Higgs. No en este reporte. Aquí intentaré explicar la importancia de este dentro del mundo científico como referente para la confirmación (en parte) del Modelo Estándar de la física de partículas.

No se me asusten con la terminología. A veces, cuando intentamos acercarnos a este tipo de informaciones nos asustamos y abandonamos al segundo párrafo. Pero entonces pensemos en la cita que encabeza este chisme. Muchos ni siquiera intuimos algunas de las palabrejas. Pero obviémoslas y quedémonos con la explicación fundamental. Ahí va.

            El Modelo Estándar intenta describir todas las fuerzas y todas las partículas que existen para formar todo aquello que hay en el universo. Lo interesante de esto radica en que en una misma ecuaciónmatemática se justifica la existencia de unas pocas partículas fundamentales que conforman todo eso que podemos ver y también lo que no podemos ver, sobre la base de unas pocas fuerzas o interacciones.

            ¿Y cuáles son esas partículas que lo crean todo (partículas que son materia)? Son 6 leptones  y 6 quarks. ¿Y cómo se unen esas partículas? Mediante otras partículas llamadas partículas portadoras de fuerza. Además de cada uno de los 6 quarks y de los 6 leptones, existen otras partículas análogas a cada una de ellas con cargas opuestas: la siempre misteriosa antimateria.

            Bien, sigamos con la primera familia de partículas fundamentales: los quarks. Aunque son seis los quarks, los físicos hablan de tres pares: up/down, charm/strange y top/bottom. Es fácil recordarlos: arriba/abajo, encanto/extraño y superior/inferior. Los quarks tienen la inusual característica de tener cargas eléctricas fraccionadas además de otro tipo de carga llamada carga de color.

            Otra característica que define los quarks es que no existen en soledad. Al estar agrupados forman hadrones que existen de dos tipos, los bariones y los mesones. Antes decíamos que los quarks tenían cargas eléctricas fraccionadas. Pues bien, al estar agrupados en hadrones, estos presentan cargas enteras. En los hadrones del tipo bariones encontramos tres quarks y en los hadrones tipo mesones encontramos un quark y un antiquark.

            Debemos continuar con la segunda familia de partículas fundamentales: los leptones. El más conocido es el electrón que tiene carga negativa y valor entero, a diferencia de los quarks. Los otros dos leptones que también presentan carga y también negativa son los muones y los taus y que se puede decir que son básicamente electrones pero con una masa bastante mayor que la del electrón. Los otros tres leptones que faltan para llegar a los seis son los neutrinos y que existe uno de cada por cada uno de los leptones anteriores. La característica de los neutrinos es que no tienen carga y su masa es muy difícil de detectar.

            A diferencia de los quarks que tienen que estar agrupados, los leptones pueden presentarse individualmente.

            Lo último que explicaré sobre las dos familias de partículas fundamentales portadoras de masa se antoja paradójico: aunque se conoce que existen 6 quarks y 6 leptones  se percibe  que toda la materia presente en el universo está formada por el par de quarks up/down y por electrones (que a su vez se llaman partículas de materia de primera generación). El resto de quarks y de leptones pertenecen a las llamadas segunda y tercera generación y son tan inestables que degeneran en las partículas de primera generación.

            Hasta aquí podemos decir que se explica qué forma todo aquello que conocemos. Un buen periodista se haría la pregunta del cómo ligamos estas partículas fundamentales. Pues la respuesta se revelará próximamente.

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