Fisica

El Fascinante Mundo de las Partículas e Interacciones Fundamentales
Paulina Troncoso Iribarren y Sergio Curilef Departamento de Física, Universidad Católica del Norte Av. Angamos 0610 Antofagasta.

Resumen El esfuerzo por difundir algunas ideas teóricas y prácticas de los conceptos científicos manejados por especialistas, ha sido inherente al trabajo de los físicos, desde siempre. El objeto,en este caso, es la visión no especializada del modelo estándar y de los conceptos básicos que usa este modelo en particular, pero que son comunes a muchas áreas de la física. El intento por explicar de qué están hechas las cosas y cómo las percibimos, es no menos fascinante cuando se hace en base a partículas e interacciones fundamentales.

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1. Introducción El hombre, desde la antigüedad,se ha preguntado ¿de qué están hechas las cosas?. Los griegos en el siglo V A. C. ya se hacían esta pregunta, específicamente fue Leucipo y su discípulo Demócrito; ellos buscaban la división más profunda y elemental de la materia, pensaban que todo estaba compuesto de pequeñas partes, que ya no podían seguir subdividiéndose. A estas pequeñas partes las llamaron “átomo”, que en el idioma griegosignifica sin división. La idea de buscar lo más pequeño e indivisible de la materia ha perdurado en el tiempo, pero el conocimiento ha cambiado mucho. A principios del siglo pasado algunos físicos creyeron que habían descubierto las partículas fundamentales y las llamaron erróneamente átomos. Se pensó que los átomos eran una especie de bolitas permeables que al unirse formaban toda la materiaexistente en la naturaleza, pero Rutherford en 1911 reformuló esa idea y realizó una serie de experimentos. Los resultados de esos experimentos comprobaron que el átomo era divisible, que consta de un núcleo y de electrones que giran en torno a él. El modelo se explica como la tierra (electrones) girando en torno al sol (núcleo). A dicho modelo se le llamó modelo planetario del átomo. El presentetrabajo se suma al esfuerzo por difundir algunas ideas fundamentales de las teorías físicas[1-3], que ha llevado a construir un juego donde las reglas son una adaptación del modelo estándar[4]. Sin ser rigurosos en el orden histórico de los eventos que originaron este modelo, creemos que la forma presentada ayudará a entender los elementos del modelo estándar y a acercar estos conceptos a los que, sinser especialistas, se interesan en algunos aspectos de la ciencia. Primero definiremos lo que entenderemos por átomo y partícula fundamental. Luego desarrollaremos los elementos del modelo estándar y clasificaremos las partículas de acuerdo a sus propiedades. 2. Átomo Con los años se descubrió que el núcleo a su vez puede dividirse y que está formado por otras partículas llamadas protones yneutrones. La idea del modelo planetario del átomo se cambió por una visión cuántica: el electrón se concibe como una distribución en el espacio, la cual envuelve al núcleo (donde están los protones y neutrones). En dicha distribución existe la probabilidad de encontrar un electrón. Esta visión obligó a desechar la idea de un objeto puntual [5] . A partir de principios simples del electromagnetismo:carga iguales (positiva-positiva o negativa–negativa) se repelen y cargas distintas (positiva-negativa o negativa-positiva) se atraen, podemos entender que los electrones giran en torno al núcleo, debido a que el electrón posee carga eléctrica negativa y el núcleo que posee carga eléctrica positiva. La carga eléctrica de un electrón se simboliza “e” y su valor es -1.602*10-19 [Coulomb], similarmentela carga del protón tiene el mismo valor pero de signo positivo.

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3. Partícula Fundamental Ahora preguntémonos: ¿ son los mencionados protones y neutrones la división más elemental y fundamental de la materia?. Aquí la palabra fundamental tiene un significado bastante importante. Se quiere expresar que estos bloques, que forman toda la materia, no tienen estructura interna y son la...