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Particulas subatómicas

Más allá de la física



En física de partículas existe el denominado modelo estándar, que describe muy bien las partículas elementales hasta hoy conocidas, como son los quarks (los que componen los protones y neutrones que forman el núcleo atómico) y los leptones, como el electrón. Además, este modelo es capaz de describir las interacciones fundamentales a nivel subatómico entre estas partículas.

Partículas subatómicas
Partícula Símbolo Carga eléctrica Masa
Electrón e- -1,602 × 10-19 C 9,109 × 10-31 kg
Protón p+ +1,602 × 10-19 C 1,673 × 10-27 kg
Neutrón 0 1,675 × 10-27 kg

Actualmente, sabemos que las partículas subatómicas pueden estar formadas por otras partículas más pequeñas. Por ejemplo, los protones y los neutrones están compuestos por unas partículas más pequeñas denominadas quarks.

Sin embargo, cuando los físicos creen que están cerca de la solución final, aparecen nuevos fenómenos naturales que desafían nuestra imaginación y terminan cuestionando lo que creían seguro. Ahora aparecen evidencias que permiten inferir la existencia de un nuevo tipo de materia que llamamos materia oscura, dado que al parecer no emite luz como la materia ordinaria y de ahí nuestra dificultad actual para detectarla directamente.

De otro lado, evidencias experimentales en astrofísica señalan la existencia de un tipo de energía denominada energía oscura, que estaría acelerando la expansión del Universo. Vale aclarar que el término ‘oscuro’ no tiene ninguna implicación esotérica o de otro tipo que no sea nuestra dificultad actual para detectar experimentalmente fenómenos únicamente asociados a emisiones de luz o fotones. Lo interesante es que una vez reunimos todos los datos, la materia oscura y la energía oscura terminan siendo alrededor del 95 % del Universo. En otras palabras, tenemos evidencia experimental directa solo del 5 % de las partículas fundamentales de lo que existe, descritas en el modelo estándar de partículas.

Los esfuerzos por determinar el tipo de materia oscura que compone el Universo no se detienen y desde diferentes frentes de la física, en especial con experimentos astrofísicos, se busca la materia oscura. En el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), del Cern, se chocan protones a velocidades cercanas a la velocidad luz, y en el detector LHCb, específicamente, se busca evidencia, vía interacciones cuánticas virtuales, de nuevos tipos de materia. Para ello se utiliza la enorme cantidad de datos que surgen de los procesos de decaimiento de mesones B (compuestos de dos quark) y se analizan con precisión para poder inferir estas nuevas interacciones.

El pasado mes de abril, el experimento LHCb reportó anomalías en los decaimientos de mesones buenos, neutros y cargados eléctricamente en diferentes regiones de energía, que sugieren la existencia de nuevas interacciones no descritas en el modelo estándar de partículas aceptado actualmente. La carrera por entender el Universo en su complejidad continúa, y sin duda es un camino que nos depara muchas sorpresas.

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Nada hay cuidadosamente ocultado que no haya de revelarse
ni secreto que no llegue a saberse”. Evangelio de Lucas 12:2

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