Particulas subatomicas

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Partícula subatómica
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Esquema de un átomo de Helio, mostrando dos protones (en rojo), dos neutrones (en verde) y dos electrones (en amarillo).
Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta. La física de partículas y la física nuclear se ocupan del estudio de estas partículas, sus interacciones y de la materia quelas forma y que no se agrega en los átomos. Ejemplos de partículas subatómicas son las que constituyen los átomos: protones, electrones y neutrones.
La mayoría de las partículas elementales que se han descubierto y estudiado no pueden encontrarse en condiciones normales en la Tierra, sino que se producen en los rayos cósmicos y en los procesos que se dan en los aceleradores de partículas. De estemodo, existen docenas de partículas subatómicas.
Introducción
Los primeros modelos atómicos consideraban básicamente tres tipos de partículas subatómicas: protones, electrones y neutrones. Más adelante el descubrimiento de la estructura interna de protones y neutrones, reveló que estas eran partículas compuestas. Además el tratamiento cuántico usual de las interacciones entre las partículascomporta que la cohesión del átomo requiere otras partículas bosónicas como los piones, gluones o fotones.
Los protones y neutrones por su parte están constituidos por quarks. Así un protón está formado por dos quarks up y un quark down. Los quarks se unen mediante partículas llamadas gluones. Existen seis tipos diferentes de quarks (up, down, bottom, top, extraño y encanto). Los protones se mantienenunidos a los neutrones por el efecto de los piones, que son mesones compuestos formados por parejas de quark y antiquark (a su vez unidos por gluones). Existen también otras partículas elementales que son responsables de las fuerzas electromagnética (los fotones) y débil (los neutrinos y los bosones W y Z).
Los electrones, que están cargados negativamente, tienen una masa 1/1836 de la del átomode hidrógeno, proviniendo el resto de su masa del protón. El número atómico de un elemento es el número de protones (o el de electrones si el elemento es neutro). Los neutrones por su parte son partículas neutras con una masa muy similar a la del protón. Los distintos isótopos de un mismo elemento contienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones. El número másico de unelemento es el número total de protones más neutrones que posee en su núcleo.
Las propiedades más interesantes de las 3 partículas constituyentes de la materia existente en la Tierra son:
• Electrón: Se encuentra en la corteza. Su masa aproximadamente es de 9,1*10-31 kg. Tiene carga eléctrica negativa (-1.602*10-19 C).
• Protón: Se encuentra en el núcleo. Su masa es de 1,6. 10-27 kg. Tienecarga positiva igual en magnitud a la carga del electrón. El número atómico de un elemento indica el número de protones que tiene en el núcleo. Por ejemplo el núcleo del átomo de hidrógeno contiene un único protón, por lo que su número atómico (Z) es 1.
• Neutrón: Se encuentra en el núcleo. Su masa es casi igual que la del protón. No posee carga eléctrica.
El concepto de partícula elementales hoy algo más oscuro debido a la existencia de cuasipartículas que si bien no pueden ser detectadas por un detector constituyen estados cuánticos cuya descripción fenomenológica es muy similar a la de una partícula real.
Historia
En la Grecia clásica, un átomo era concebido como la parte más pequeña e indivisible constituyente de la materia.
Fue el desarrollo de la química la que consiguióestablecer un número determinado de constituyentes de toda la materia existente y medible en la Tierra. Sus hallazgos dieron su mayor fruto de la mano de Mendeleiev, al concretar de una forma sencilla todos los posibles átomos (definiendo de hecho la existencia de algunos no descubiertos hasta tiempo después).
Más adelante se descubrió que, si bien los recien definidos átomos cumplían la condición...
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