Partículas
En primer lugar, quería comentaros que en un principio no tenía intención de publicar esta entrada, ya que recabé y analicé todo el material con el fin de estudiarlo por iniciativa propia. Sin embargo, una vez trabajado y asimilado, me he planteado convertir la información en un artículo accesible y comprensible para personas que no son físicas de partículas.
Voy a tratar el tema de lo ínfimamente pequeño a lo pequeño, intentando dilucidar el orden que considero que se da en la naturaleza, aunque al comienzo definiré algunos conceptos más elementales. Cabe señalar también que el material está simplificado, tanto para facilitar mi propio entendimiento como para comunicarlo de forma eficaz. Si encontráis algún error, agradecería mucho que me lo hicierais saber en los comentarios para poder corregirlo.
¿Qué es una partícula?
En química, definimos las partículas como los fragmentos o porciones más pequeños de la materia que siguen manteniendo las propiedades químicas de un cuerpo concreto. Es decir, es la cantidad mínima de algo para que siga siendo ese «algo» y no pase a convertirse en una sustancia distinta o más elemental.
Tipos de partículas
Para hacer una distinción entre los distintos tipos de partículas, separamos aquellas que tienen el tamaño de un átomo (o superior) de aquellas que son más pequeñas que este: las partículas subatómicas.
Dentro de esta categoría encontramos partículas elementales, partículas compuestas, partículas virtuales y el fenómeno de la dualidad onda-corpúsculo. A continuación, nos centraremos en las primeras:
1. Partículas elementales
Son los constituyentes fundamentales de la materia y no están formadas por estructuras menores ni poseen estructura interna conocida. Se dividen en dos grandes grupos: fermiones y bosones. La diferencia principal entre ambos radica en una propiedad cuántica conocida como spin (o espín).
1.1. Fermiones
Tienen spin semi-entero (como 1/2). Se consideran los bloques de construcción básicos que conforman la materia visible. Según sus propiedades y cargas, se dividen en:
Leptones: Partículas ultraligeras que no experimentan la interacción fuerte (no tienen carga de color). Interactúan principalmente a través de la fuerza nuclear débil y, en el caso de los que poseen carga eléctrica (como el electrón), experimentan también la interacción electromagnética.
Quarks: Son las únicas partículas fundamentales que interactúan mediante las cuatro fuerzas fundamentales. No se encuentran libres en la naturaleza de forma aislada, sino agrupados formando hadrones (como los protones y los neutrones). Existen seis tipos (o «sabores») de quarks: up (arriba), down (abajo), charm (encanto), strange (extraño), top (cima) y bottom (fondo).
1.2. Bosones
Tienen spin entero (0, 1, 2...). Son las partículas mediadoras o portadoras de las fuerzas fundamentales de interacción. Entre ellos encontramos:
Gluón: Partícula portadora de la fuerza nuclear fuerte, responsable de mantener unidos a los quarks dentro de los hadrones.
Fotón: Partícula portadora de la fuerza electromagnética, responsable de todas las formas de radiación electromagnética (rayos gamma, rayos X, luz ultravioleta, luz visible, infrarrojos, microondas y ondas de radio).
Bosones W y Z: Partículas portadoras de la interacción nuclear débil. Los bosones W ($W^+$ y $W^-$) modifican el «sabor» de las partículas (cambiando su identidad), mientras que el bosón Z interactúa sin alterar dicha identidad.
Bosón de Higgs: Partícula elemental asociada al campo de Higgs, el cual explica el origen de la masa de las partículas elementales. Al interactuar con este campo, las partículas adquieren mayor o menor masa.
Gravitón: Partícula hipotética propuesta como portadora de la fuerza gravitatoria (aún no detectada experimentalmente).
Bosón X (y Y): Partículas hipotéticas predichas por las Teóricas de Gran Unificación (GUT), que permitirían la interconversión entre quarks y leptones en energías extremadamente altas.
