Particulas

FERMIONES

Un fermión, llamado así en honor al célebre científico italiano Enrico Fermi, es uno de los dos tipos básicos de partículas que existen en la naturaleza (el otro tipo son los bosones). Los fermiones se caracterizan por tener spin impar-fraccionario o semi-entero (1/2,3/2, etc).
Estas partículas están sometidas al principio de exclusión de Pauli: no pueden existir 2 de estas contodos sus números cuánticos iguales. Esto hace que nunca se pueda encontrar más de 1 fermión en el mismo nivel energético, por lo menos estos se deben diferenciar en el valor del spín.
Todas las partículas elementales "observadas" son fermiones o bosones. Una partícula compuesta, formada por varias elementales, puede ser también un fermión o un bosón dependiendo sólo del número de fermiones quecontenga:
• Las partículas compuestas que contienen un número par de fermiones son bosones. Este es el caso, por ejemplo, de los mesones.
• Las partículas compuestas que contienen un número impar de fermiones son fermiones. Este es el caso, por ejemplo, de los bariones.
Por el contrario el número de bosones que contenga la partícula es irrelevante de cara a determinar su posible naturalezafermiónica o bosónica.
Los fermiones elementales se dividen en dos grupos:
• quarks, que forman las partículas del núcleo atómico, y que son capaces de experimentar la interacción nuclear fuerte.
• leptones, entre los que se encuentran los electrones y otras que interactúan básicamente mediante la interacción electrodébil.
La materia ordinaria está básicamente formada por fermiones y aellos debe prácticamente toda su masa. Los átomos están básicamente formados por quarks que a su vez forman los protones y los neutrones del núcleo atómico y también de leptones, los electrones. El principio de exclusión de Pauli obedecido por los fermiones es el responsable de la "impenetrabilidad" de la materia ordinaria, que hace que esta sea una substancia extensa. El principio de Paulitambién es responsable de la estabilidad de los orbitales atómicos haciendo que la complejidad química sea posible. También es el responsable de la presión ejercida por la materia degenerada.
Los fermiones elementales también pueden ser clasificados en:
• Fermiones de Majorana: Cuando son estados propios del operador de conjugación de carga y por tanto dos fermiones de ese tipo pueden aniquilarsemutuamente.
• Fermiones de Dirac: Cuando no son estados propios del operador de conjugación de carga, y por tanto, tiene una carga eléctrica de signo contrario a la de su correspondiente antipartícula.

BOSONES

Un bosón es uno de los dos tipos básicos de partículas elementales de la naturaleza (el otro tipo son los fermiones). La denominación "bosón" fue dada en honor al físico indioSatyendra Nath Bose. Se caracterizan por:
1. Tener un momento angular intrínseco o espín entero (0, 1, 2, etc.)
2. No cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein, esto hace que presenten un fenómeno llamado condensación de Bose-Einstein.
3. La funciones de onda cuántica que describe sistemas de bosones es simétrica respecto al intercambio departículas.
Por el teorema espín-estadística sabemos que la segunda y tercera característica son consecuencia necesaria de la primera.

Ejemplos de bosones

• Fotones
• Bosones W y Z
• Gluones
• Piones
• En definitiva, cualquier núcleo con espín entero
Todas las partículas elementales son bosones o fermiones, dependiendo de si su espín es entero o semientero. En física dealtas energías y de partículas se dice que los bosones son los mediadores de fuerza o partículas portadoras de las interacciones fundamentales, puesto que los campos eléctromagnético, electrodébil, fuerte y presumiblemente el gravitatorio están asociados a partículas de espín entero. De hecho, la descripción cuántica de las interacciones fundamentales mencionadas consiste en el intercambio de una...