Así como los helados, la física de partículas, tiene diferentes sabores 

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Dentro de la física hay diferentes ramas de estudio. A lo largo del último siglo se ha desarrollado una de las más importantes en la física moderna: la física cuántica.

“Pienso que puedo decir con toda tranquilidad que nadie entiende la mecánica cuántica.”

Richard Feynman

Comencemos definiendo qué es un átomo, según nuestro gran diccionario, google, lo describe como, «Porción material menor de un elemento químico que interviene en las reacciones químicas y posee las propiedades características de dicho elemento» siendo una palabra que proviene del latín atomus y éste del griego átomos ‘indivisible’, compuesto del prefijo privativo a- ‘sin’ y témnein ‘cortar’.

La voz fue acuñada por los filósofos griegos Demócrito y Epicuro con el significado de ‘partícula indivisible’. En el siglo XIX fue utilizada en el léxico de la química, y a partir de ese momento su uso fue más frecuente.

Por mucho tiempo el átomo era lo más pequeño que habíamos descubierto, hasta que varios físicos comenzaron a indagar cada vez más, haciendo preguntas cada vez más abstractas. Fue J. J. Thomson quien hizo un experimento crucial: utilizando corriente de alta tensión aplicada a los electrodos de un tubo, el cual estaba en el alto vacío, estudió los rayos catódicos que van de un extremo a otro. Y notó que se generaba un fluido eléctrico sin que existiera materia alguna en el camino. Dicho experimento nos llevó a pensar en el tamaño de lo electrone de aquel fluido eléctrico. De ahí concluyó que los electrones tenían que ser mucho más pequeños que un átomo, dejando las puertas abiertas a muchas más preguntas que serían contestadas eventualmente.

El Modelo Estándar de la Física de Partículas, o bien, Modelo Estándar, no es un modelo precisamente. Es más bien, una teoría y es de las mejores teorías que se han propuesto. En las palabras de Gordon Kane (2003), un físico teórico de la Universidad de Michigan:

« … el Modelo Estándar es, en la historia, la más sofisticada teoría matemática sobre la naturaleza. A pesar de la palabra “modelo” en su nombre, el Modelo Estándar es una teoría comprensiva que identifica las partículas básicas y especifica cómo interactúan. Todo lo que pasa en nuestro mundo (excepto los efectos de la gravedad) es resultado de las partículas del Modelo Estándar interactuando de acuerdo con sus reglas y ecuaciones (p.58)»    

Dentro del Modelo Estándar, los quarks y leptones,  son partículas totalmente elementales debido a que no poseen alguna estructura interna. Los hadrones, mesones y bariones son partículas que están formadas por quarks y antiquarks (por lo que tienen estructura interna)

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imagen del modelo estandar 

Hay seis quarks llamados, up (u), down  (d), charm (c), strange (s), top (t), bottom (b), por su nombre en inglés. Seis leptones electrón (e), muón(μ) , tauón (τ) y su neutrino, respectivamente. Cuatro bosones fotón, gluón, bosón Z y bosón W. 

Los quarks, tienen una propiedad llamada color/sabor (flavour, en inglés) y cada uno puede ser rojo, verde o azul, por lo tanto hay un total de 18 quarks (6 especies de quarks por 3 sabores). A cada partícula le corresponde una antipartícula, por lo que sería un total de 12 leptones y 36 quarks. 

El área que se encarga de investigar la interacción entre las diferentes especies se llama Cromodinámica Cuántica (QCD, por sus siglas en inglés). 

La interacción entre los quarks, se realiza mediante un intercambio de gluones, los cuales son portadores de un nuevo número cuántico, el color. El color, es un término que fue introducido por Greenberg para restaurar los principios de Pauli: «dado que los quarks son partículas de espín 1/2, dos quarks del mismo tipo no podrían tener los mismos números cuánticos». Posteriormente se demostró que la interacción entre quarks y gluones, desaparece a pequeñas distancias, explicando porque los quarks se mueven libremente dentro del protón, a este fenómeno se denomina como libertad asintótica. 

David Gross, premio Nobel de Física 2004, nos explica este fenómeno.

De esta manera, podemos comprender un poco más de la física de partículas, la cual, en palabras del Dr. Don Lincoln «No hay razón por la cual los científicos debamos quedarnos con toda la diversión, así que te invito a que te unas a mi y a mis colegas, leyendo sobre estos temas, puedes convertirte en un aventurero subatómico explorando la frontera cuántica». 

Todos podemos ser estos aventureros subatómicos, día a día la ciencia ficción deja de ser ficción, el término quark (del que has leído durante todo el artículo) se tomó de la obra Finnegans Wake del escritor irlandés James Joyce. Hay otros autores que podrían interesarte como Arthur C. Clarke o Isaac Asimov, quienes nos hablan de ciencia desde una diferente perspectiva. Lo importante es hacernos preguntas e intentar responderlas, o bien, intentar encontrar la respuesta, leyendo, investigando. 

«Cualquiera puede cocinar»
-Ratatouille

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Nuestro divulgador invitado  Alan I. Ruiz Olivares nos cuenta: Apasionado lector, romántico empedernido. Creo en que todos los días son buenos por más nublado que nos parezca. Nunca es demasiado tarde para un café ni muy temprano para una copa de vino. Siempre hay tiempo para pasar con la familia, amistades o con uno mismo. “Yo solo sé que no se nada”Etiquetas: Física, Física de partículas, Divulgación

Esta entrada es el resultado del taller Escribir para divulgar, donde los participantes han empezado a desarrollar habilidades de escritura, para compartir eso que saben o que les gusta acerca de la ciencia y la tecnología.

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Divulgador científico. Matemático de formación, apasionado de la ciencia y la tecnología, sobre todo de los robots.

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