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Introducción
La curiosidad de la humanidad es uno de los detonadores de la investigación, el lósofo griego llamado Demócrito en el siglo V a.C. empezó a llamarle átomo (en griego
indivisible) a todo aquel sustrato elemental de todo lo que existe, él asignó a estos átomos
una identidad más espiritual pero la idea básica perduró, y en la actualidad nos referimos
sólo como aquello que ya no puede ser dividido, lóso camente hablando.
Hoy en día se tiene la concepción cienti ca de átomo, se le dió el nombre de átomo
por el término antes planteado por Demócrito, pero erraron al ver que estaba compuesto
a su vez por otras partículas. Entonces surgió la concepción de partícula fundamental, las
partículas más pequeñas que hemos podido estudiar son las que llamamos partículas fundamentales. Por así decirlo, este trabajo trata sobre los átomos modernos para los cuales
se ha construido una teoría para comprenderlos, una teoría con interrogantes porque aún
no es la teoría nal, pero que al mismo tiempo explica muy bien muchos de los datos
experimentales hasta hoy día. Esta teoría se conoce como Modelo Estándar de las partículas fundamentales (abreviada como ME), esta teoría es la herramienta para describir las
partículas fundamentales y sus interacciones.
Las partículas fundamentales son los constituyentes de la materia, hasta el momento
los límites experimentales en los que rondan dichas partículas son 10
18
-10
19
m. En el
ME se considera que existen de dos tipos: los bloques fundamentales de la materia y las
partículas portadoras de las interacciones fundamentales. Las primeras son fermiones, de
espín semientero, y se clasi can como leptones y quarks [1]. Los leptones conocidos son
1
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el electrón e , el muón
neutrinos
e,
y
y el tau
con carga eléctrica Q =
2
1 , y sus correspondientes
con carga Q = 0. Los quarks conocidos son de seis sabores distintos:
u (up), d (down), c (charm), s (strange), t (top) y b (bottom) tienen carga eléctrica Q =
2
;
3
1 2
; ;
3 3
1 2
; ;
3 3
1
,
3
respectivamente.
Los quarks tienen la característica de poseer un número cuántico adicional: el color,
el cual para ellos puede ser de tres tipos, denotados genéricamente como qi ; (i = 1; 2; 3),
también se re eren a ellos como rojo, azul y verde. Dado que el color no es observado
en la naturaleza, los quarks deben estar con nados en las partículas materiales incoloras
llamadas hadrones. Estas partículas compuestas se clasi can en bariones y mesones. Los
bariones son fermiones, partículas de espín semientero, compuestos por tres quarks, como
por ejemplo el protón, p ! uud y el neutrón, n ! udd. Los mesones son partículas
de espín entero (bosones), formados por un quark y un antiquark, como por ejemplo los
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piones,
+
! ud y
3
! ud, donde la barra sobre la partícula denota a la antipartícula.
El neutrón, protón y un pión compuestos por quarks
La segunda clase de partículas fundamentales son las partículas intermediarias de las
interacciones. Las interacciones en la física de partículas son mediadas por el intercambio
de una partícula fundamental que es un bosón de espín entero. El fotón, , es la partícula
intercambiada en las interacciones electromagnéticas, los ocho gluones g (
= 1; : : : ; 8)
median las interacciones fuertes entre los quarks; por último, los tres bosones masivos, W
y Z 0 son los correspondientes bosones intermediarios de las interacciones débiles.