MAPAS CONCEPTUALES DE FÍSICA

MAPAS CONCEPTUALES DE FÍSICA PARTÍCULAS .-

El modelo estandar 

Particulas 

Los ingredientes fundamentales del modelo estándar son los campos cuánticos . A nuestra intuición les resulta más cómodo llamarles partículas elementales. También suele hacerse la distinción entre partículas “materiales”, y partículas “transmisoras de las interacciones”. Las primeras son: 





Todas ellas son partículas de spin ½ y diversas masas. A diferencia de los leptones, los quarks no existen libres, sino únicamente confinados en otras partículas, por lo que sus masas no pueden definirse con tanta facilidad como las de las partículas aisladas, y para hacerlo es necesario tener en cuenta sus interacciones (no es algo desconocido,... la suma de las masas de los nucleones del helio es mayor que la del propio núcleo, por eso la fusión nuclear es una fuente de energía; se trata de la energía de enlace y de E = mc2).

Respecto a las cargas eléctricas de las partículas elementales, son éstas (en términos de la carga del electrón definida como – 1): 





Interacciones 

Los campos cuánticos responsables de las interacciones y sus correspondientes cuantos (con spin 1 salvo el hipotético gravitón, que tendría spin 2) son: 




Tomemos, por ejemplo, la cromodinámica cuántica, QCD, la teoría de la interacción de color entre quarks y gluones. Lo que vimos en las secciones antes citadas no es sino una pequeña parte de la historia. 

El “atributo” de quarks y gluones que hace que estos interaccionen se llama carga de color, pero es más complicada que la carga eléctrica: cada quark puede tener uno de estos tres colores: rojo, verde o azul (y los antiquarks antirrojo, antiverde o antiazul). Cada gluón tiene uno de los tres colores y uno de los tres anticolores (así un gluón puede ser rojo–antiverde, por ejemplo; sólo hay ocho combinaciones independientes de las nueve posibles). La mayor complicación de la QCD viene, sin embargo, de que los gluones tienen carga de color, a diferencia de los fotones, que no tienen carga eléctrica. (¡Por supuesto, los quarks no tienen color en el sentido corriente del término!) 

El hecho conocido de que los quarks se agrupan para formar otras partículas, llamadas hadrones, sólo en combinaciones de dos quarks (mesones) o tres quarks (bariones) se traduce en la exigencia de que las combinaciones de quarks sean “incoloras” (por analogía con la mezcla de luces de colores en las que rojo + verde + azul = blanco). 

Eso sólo puede suceder en grupos de tres si hay un quark de cada color, así, el protón puede ser uud y el antiprotón igual, cambiando quarks por antiquarks y sus colores por anticolores. La partícula – sería sss, etc. A los anticolores se les llama también colores complementarios (antiverde = magenta) pues verde + magenta = blanco, etc. 

En grupos de dos quarks, hace falta un color y su anticolor para una combinación incolora, así un kaón negativo K– (s) puede tener un quark rojo y el otro antirrojo (cyan), etc.