¿Qué es la Física de partículas elementales? // What is elementary particle physics?
Hello dear hive community! 😉
¡Hola querida comunidad de hive! 😉
El día de hoy quiero compartir con ustedes un tema un poco común para mí, pero que ayer preparando una clase estuve revisando por encima y me pareció muy interesante, se trata de la Física de partículas elementales.
Today I want to share with you a topic that is not very common for me, but yesterday I was reviewing it in preparation for a class and I found it very interesting, it is about elementary particle physics.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva // Image made with the graphic design and image composition website Canva.
Está rama de la física denominada la física de partículas o incluso también física de alta energía (HEP) abreviada de esa manera por sus siglas en inglés, se encarga de estudiar las partículas elementales y las relaciones fundamentales que se establecen entre ellas. La física de partículas elementales, básicamente trata el Modelo Estándar, el cual es una teoría cuántica de campos que describe la materia y el vacío estableciendo que las partículas elementales son paquetes de energía e irreductibles. A pesar de las diversas pruebas experimentales realizadas aún no se considera una teoría completa, esto a qué aún es insuficiente.
Pero, ¿Qué son las partículas fundamentales? O también conocidas como partículas elementales, son las entidades más pequeñas que constituyen la materia, se consideran indivisibles y no están constituidas por otras partículas ni tampoco poseen una estructura interna. En diversos arqueos históricos se ha establecido que otras eran las partículas elementales; el modelo atómico resaltaba que el átomo era la partícula más pequeña de la materia, no obstante el modelo nuclear consideraba que los elementos del átomo eran indivisibles, pero es el modelo estándar el que se utiliza actualmente.
This branch of physics, called particle physics or even high-energy physics (HEP) for short, is concerned with the study of elementary particles and the fundamental relationships between them. The physics of elementary particles basically deals with the Standard Model, which is a quantum field theory that describes matter and the vacuum by establishing that elementary particles are bundles of energy and irreducible. In spite of several experimental tests, it is still not considered a complete theory, because it is still insufficient.
But what are the fundamental particles? Or also known as elementary particles, they are the smallest entities that constitute matter, they are considered indivisible and are not constituted by other particles nor do they possess an internal structure. The atomic model emphasized that the atom was the smallest particle of matter; however, the nuclear model considered that the elements of the atom were indivisible, but the standard model is the one currently used.
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Ahora bien, antes de continuar hablando de las partículas elementales es propicio conocer un poco sobre el Principio de Exclusión de Pauli, el cual se trata de una regla de la mecánica cuántica que establece que no pueden haber dos fermiones en el mismo estado cuántico dentro del mismo sistema cuántico. Hablando de los electrones en los átomos dicho principio afirma que es imposible que dos electrones de un átomo polielectrónico tengan los mismos valores de los cuatro números cuánticos.
Now, before continuing to talk about elementary particles, it is appropriate to know a little about the Pauli Exclusion Principle, which is a rule of quantum mechanics that states that there cannot be two fermions in the same quantum state within the same quantum system. Speaking of electrons in atoms, this principle states that it is impossible for two electrons in a polyelectronic atom to have the same values of the four quantum numbers.
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No obstante, las partículas elementales se pueden clasificar en dos grupos, dicha clasificación es si están sujetas o no al Principio de Exclusión de Pauli, estos son:
Bosones: estás partículas no cumplen con el principio de Exclusión de Pauli, lo que quiere decir es que dos partículas de estás pueden estar en el mismo estado cuántico. Los bosones hasta los momentos son:
- Fotón
- Bosón W
- Bosón Z
- Gluon
- Higgs
Fermiones: estos son partículas de la materia, como los bosones, Pero con una diferencia y es que no todos los fermiones son partículas elementales, esto se debe a que algunos se encuentran constituidos por otras partículas como los quarks, quienes sí son elementales. Los fermiones si cumplen con el Principio de Exclusión de Pauli, además que tienen espín y momento angular intrínseco. Los fermiones a su vez se divide en otros dos grupos:
Leptones:son aquellos que pueden vivir aislados. Los cuales son:
- Electrón
- Muon
- Tauón
- Neutrino electrónico
- Neutrino muónico
- Neutrino tauónico
Quarks: que a diferencia de los leptones, no pueden existir aislados, sino que se encuentran siempre en presencia de otros quarks, a los que están unidos por gluones. Los que se conocen hasta los momentos son:
- Yo
- Charm
- Top
- Down
- Strange
- Bottom
However, elementary particles can be classified in two groups, this classification is if they are subject or not to the Pauli Exclusion Principle, these are:
Bosons: these particles do not comply with the Pauli Exclusion Principle, which means that two of these particles can be in the same quantum state. Los bosones hasta los momentos son:
- Fotón
- Bosón W
- Bosón Z
- Gluon
- Higgs
Fermions: these are particles of matter, like bosons, but with a difference: not all fermions are elementary particles, this is because some are constituted by other particles such as quarks, which are elementary. Los fermiones si cumplen con el Principio de Exclusión de Pauli, además que tienen espín y momento angular intrínseco. Los fermiones a su vez se divide en otros dos grupos:
Leptons: are those that can live in isolation. Which are:
- Electrón
- Muon
- Tauón
- Neutrino electrónico
- Neutrino muónico
- Neutrino tauónico
Quarks: unlike leptons, they cannot exist in isolation, but are always in the presence of other quarks, to which they are bound by gluons. The ones known so far are:
- I
- Charm
- Top
- Down
- Strange
- Bottom
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Cabe resaltar que estas no son las únicas partículas elementales que se conocen, también están los bariones, mesones, partículas hipotéticas, súperacompañadas y las cuasipartículas. El principal objetivo de la física de partículas es lograr comprender la estructura general de la materia y sus interacciones fundamentales. Aún existen muchas incertidumbres con respecto a este tema, por ejemplo aún no se logra entender a totalidad la naturaleza de la materia oscura, las fluctuaciones cuánticas del espacio - tiempo y la unificación de las fuerzas fundamentales.
It should be noted that these are not the only known elementary particles; there are also baryons, mesons, hypothetical particles, supercompanions and quasiparticles. The main objective of particle physics is to understand the general structure of matter and its fundamental interactions. For example, the nature of dark matter, quantum fluctuations in space-time and the unification of the fundamental forces are not yet fully understood.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y deseo ver en los comentarios sus opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico
In closing, I hope that the topic is to the readers' liking and I hope to see in the comments your opinions and significant contributions that will help to broaden the topic and generate a critical and enriching debate for the satisfactory dissemination of scientific knowledge.
Referencias
GIANCOLI, DOUGLAS. (2007). Física. Editorial: Pearson
References
GIANCOLI, DOUGLAS. (2007). Physics. Publisher: Pearson
Translator Deepl
Posted Using INLEO
https://x.com/ILovePhysica/status/1907576168477323337?t=qvKnqM9O-Xm7u1eVFMW86g&s=19
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