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¿Qué son las partículas elementales?

En física de partículas, las partículas elementales son las unidades más básicas de la materia. Actualmente, en el marco de la teoría del Modelo Estándar, las partículas elementales conocidas se pueden dividir en fermiones (incluidos quarks y leptones) y bosones (incluidos los bosones calibre y las partículas de Higgs, también conocidos como propagadores). Partículas compuestas compuestas por dos o más partículas elementales (como neutrones, protones, mesones).

La materia de nuestra vida diaria está formada por átomos. En el pasado, se pensaba que los átomos eran partículas elementales y la palabra átomo proviene de la antigua palabra griega "indivisible". Posteriormente se descubrió que el núcleo atómico está compuesto de protones y neutrones. Las partículas elementales de principios a mediados del siglo XX se refieren a protones, neutrones, electrones, fotones y varios mesones, que eran las partículas más pequeñas que los humanos podían detectar en ese momento. A medida que se desarrollaron los experimentos y la teoría cuántica de campos, se descubrió que los protones, neutrones y mesones están compuestos de quarks y gluones más fundamentales. Al mismo tiempo, los humanos han descubierto una serie de leptones con propiedades similares a los electrones, y una serie de bosones calibre con propiedades similares a los fotones y gluones. Estas son partículas fundamentales tal como las entiende la física moderna.

Las partículas elementales (partículas subatómicas) se clasifican de la siguiente manera:

Fermiones

Los fermiones básicos se dividen en dos categorías: quarks y leptones.

Quarks

Los experimentos actuales muestran que existen seis tipos de quarks y sus respectivas antipartículas en **. Estos seis quarks se pueden dividir en tres generaciones. Son

Primera generación: u (up quark) d (down quark)

Segunda generación: s (strange quark) c (charm quark)

Tercera generación: b (quark inferior) t (quark superior)

Su relación de masas (ver arriba). Además, vale la pena señalar que la razón por la que no fueron descubiertos por los primeros científicos es porque los quarks nunca han existido solos (excepto el quark top, que es demasiado pesado y se desintegra demasiado rápido para ser adecuado para los primeros experimentos). Siempre forman pares para formar mesones (ver figura a continuación), o tres juntos para formar protones, neutrones y otros bariones (ver figura a continuación). Este fenómeno se llama teoría del confinamiento de quarks. Ésta es también la razón por la que los primeros científicos creían erróneamente que los mesones y bariones eran partículas elementales.

Unidad Monetaria Griega

* * *Existen seis tipos de leptones y sus antipartículas. Tres de ellos son electrones y electrones pesados ​​con propiedades similares. Las tres especies tienen un neutrino compañero. También se pueden dividir en tres generaciones:

Primera generación: (electrón) (neutrino eléctrico)

Segunda generación: (muón) (muneutrino)

Las tercera generación: (Taozi) (τ neutrino)

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Bosón

Según la estadística de Bose-Einstein, un bosón es una partícula con espín entero.

Bosón de calibre

Es una partícula que actúa como medio para transmitir interacciones entre partículas. Se les llama "bosones de calibre" porque están estrechamente relacionados con la teoría del campo de calibre de Yang-Mills, una teoría de partículas elementales.

Existen cuatro tipos de interacciones en la naturaleza, por lo que los bosones de calibre también se pueden dividir en cuatro categorías.

Interacción gravitacional: gravitón (aún teórico)

Interacción electromagnética: fotón

Hay tres interacciones débiles: W y Z Bose Sub, * * *: W+ , W-, Z0.

Interacción fuerte (interacción entre quarks): gluones

La física de partículas demuestra que cuando la energía era extremadamente alta en el universo primitivo, la fuente de interacción electromagnética y de interacción débil El mismo tipo de La interacción se llama "interacción eléctrica débil". Muchos físicos de partículas sospechan que en el universo anterior, cuando las energías eran más altas (escala de Planck), es probable que las cuatro interacciones estuvieran unificadas. Esta teoría se llama la "teoría del todo". Pero actualmente es difícil de comprobar porque la energía que puede alcanzar el acelerador es todavía muy baja en comparación con la escala de Planck. En la actualidad, la principal dirección de desarrollo de la gran teoría unificada es la teoría de supercuerdas.

? Partículas de escala de Planck

Gluones

Los gluones son mediadores que interactúan fuertemente con el color y el anticolor. Debido al sellado del color, los detectores nunca los han observado. Sin embargo, al igual que los quarks individuales, producen chorros hadrónicos. En entornos de alta energía, la eliminación de electrones y positrones produce a veces tres chorros: un quark, un antiquark y un gluón, la primera evidencia de la existencia de gluones.

Bosón de Higgs

El bosón de Higgs es un bosón con masa, no tiene giro ni carga. Es muy inestable y se desintegrará inmediatamente. De las 61 partículas fundamentales predichas por el Modelo Estándar, el bosón de Higgs fue el último en ser confirmado experimentalmente.

El signo +- en la figura representa la unidad indivisible más pequeña de información electromagnética positiva y negativa: el qubit.

(El famoso físico John Wheeler dijo una vez: Todo surge poco a poco.

Después de la prosperidad de la investigación de la información cuántica, este concepto se ha sublimado en todo, desde los qubits.

Nota: Un punto es un punto.