Fisica

El hombre, desde la antigüedad, ha imaginado que el Universo en el que habita está compuesto de varios elementos; por ejemplo, Empédocles en el siglo V antes de nuestra era postuló que todo lo existente se podría obtener de la mezcla de agua, tierra, fuego y aire.3 Podríamos mencionar a Demócrito como el primero en indicar la existencia de átomos, como una especie de elementos indivisibles.Los avances científicos de principios del siglo XX por parte de Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros dieron lugar al nacimiento de la mecánica cuántica. El efecto fotoeléctrico mostraba la naturaleza cuántica de la luz para explicar su interacción con la materia, denominándose fotón al "cuanto" de luz. Actualmente se conocen otras tres partículas que interactúan con la materia, llamadasbosones. Para explicar la estructura de la materia aparecieron diferentes modelos atómicos, siendo, hacia 1930, los electrones, protones y neutrones los constituyentes básicos de la materia. Hacia 1960, gracias a Murray Gell-Mann, se predicen constituyentes más elementales para los protones y neutrones, los quarks, por lo que los elementos básicos constituyentes de la materia se convierten enquarks, electrones y neutrinos.
[editar] Partículas elementales
Artículos principales: Partícula elemental y Modelo estándar

Los físicos de partículas se han esforzado desde un principio por clasificar las partículas conocidas y por describir toda la materia y sus interacciones. A lo largo de la historia de la física han existido muchas partículas que en su momento se han definido comoindivisibles, tales como los protones y neutrones, que más adelante se ha demostrado que no lo son. Después de diferentes teorías atómicas y nucleares, en la actualidad se usa el llamado modelo estándar para describir la materia que constituye el universo y sus interacciones.

De acuerdo con el modelo estándar, existen seis tipos de quarks, seis tipos de leptones y cuatro tipos de bosones. Estas partículasestán divididas en dos grandes categorías por el principio de exclusión de Pauli: las que no están sujetas a este principio son los bosones y a las que sí lo están se las llama fermiones.4
[editar] Bosones
Nombre y carga eléctrica de los componentes de la materia.
Artículo principal: Bosón

Los bosones son partículas que no cumplen el principio de exclusión de Pauli, por lo que dospartículas pueden ocupar el mismo estado cuántico. A temperaturas muy bajas tienden a ocupar el nivel energético más bajo, ocupando todas las partículas el mismo estado cuántico.5 En 1924, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein postularon un modelo de estadística, conocida ahora como estadística de Bose-Einstein, para moléculas a temperaturas muy cercanas al cero absoluto; ésta misma estadística resulta quepuede aplicarse también a este tipo de partículas.6

Según el modelo estándar, los bosones son cuatro:7
Partícula Símbolo Masa (en GeV/c2) Carga eléctrica Espín Interacción
Fotón \ \gamma 0 0 1 electromagnética
Bosón W W± 80,4 ± 1 1 débil
Bosón Z Z0 91,187 0 1 débil
Gluón g 0 0 1 fuerte

Las teorías matemáticas que estudian los fenómenos de estas partículas son,en el caso de la interacción fuerte, de los gluones, la cromodinámica cuántica; y en el caso de la interacción electrodébil, de fotones y bosones W y Z, la electrodinámica cuántica.
[editar] Fermiones
Artículo principal: Fermión

Los fermiones son partículas con espín, o momento angular intrínseco, fraccionario y que sí están sujetos al principio de exclusión de Pauli. O sea que dos partículasno pueden estar en un mismo estado cuántico en el mismo momento. Su distribución está regida por la estadística de Fermi-Dirac; de ahí su nombre.8

Los fermiones son básicamente partículas de materia, pero a diferencia de los bosones, no todos los fermiones son partículas elementales. El caso más claro es el de los protones y neutrones; estas partículas son fermiones pero están compuestos de...