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La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos.[1]
Las partículas fundamentales se subdividen en bosones (partículas de espín entero, como por ejemplo 0, 1, 2...), que son las responsables de transmitir las fuerzas fundamentales de la naturaleza, y fermiones (partículas de espín semientero, como por ejemplo1/2 o 3/2).
Se conoce a esta rama también como física de altas energías, debido a que muchas de las partículas se las puede ver sólo en grandes colisiones provocadas en los aceleradores de partículas.[2]
Clasificación de las partículas subatómicas. Actualmente hay dos criterios básicos para la clasificación de partículas subatómicas: según el valor de su spin y según su estructura.
Clasificaciónsegún el valor de su spin Según el valor de su spin las partículas se clasifican en:
Bosones, que son partículas con spin entero (s = 0, 1, 2, ...), por lo que no puede aplicárseles el principio de exclusión de Pauli. Esto quiere decir que pueden existir muchos bosones que se encuentren en el mismo estado cuántico. Son bosones el fotón (g), cuyo spin es cero, los bosones vectoriales W+ ,W- y Z0,con spin 1.
Fermiones, que son partículas con spin semientero (s = 1/2, 3/2, ...)que cumplen el principio de exclusión de Pauli, por lo que no pueden existir dos fermiones en el mismo estado cuántico. El electrón, el protón y el neutrón son ejemplos típicos de fermiones.
Clasificación según su estructura interna Atendiendo a la estructura interna se clasifican en:
Leptones: Los leptones sonauténticas partículas elementales , lo que quiere decir que carecen de estructura interna. Atendiendo a su spin son fermiones. Hay seis leptones: el electrón (e-), el muón (m-), el tauón (t-), el neutrino electrónico (ne), el neutrino muónico (nm) y el neutrino tauónico (nt). De ellos sólo el electrón y los neutrinos son estables, mientras que el muón y el tauón son partículas inestables, cuyasvidas medias son muy pequeñas, y que se desintegran en electrones y neutrinos.
CARACTERÍSTICAS DE LOS LEPTONES
NOMBRE
SÍMBOLO
MASA
CARGA
SPIN
ANTIPARTÍCULA
Electrón
e-
0'51
-1
1/2
e+
Muón
m-
106
-1
1/2
m+
Tauón
t-
1800
-1
1/2
t+
Neutrino electrónico
ne
0
0
1/2

Neutrino muónico
nm
0
0
1/2

Neutrino tauónico
nt
0
0
1/2

A los leptones se les asigna unnúmero leptónico (L) de valor igual a 1, mientras que a los antileptones se les asigna un número leptónico igual a -1. Las restantes partículas elementales tienen número leptónico igual a cero. En cualquier transformación nuclear debe conservarse el número leptónico.
En la tabla anterior los valores de masa vienen dados en MeV/c2, y se refieren a la masa en reposo; los de la carga en múltiplos de lacarga de electrón (1'6 · 10-19 C) y los del spin en unidades h/2p (1'06 · 10-34 Js).
La comprobación de la existencia de los tres tipos de neutrinos culminó en el año 2000 cuando un equipo de científicos del Fermilab, uno de los laboratorios de partículas más importantes del mundo, comprobó la existencia del neutrino tauónico. Hasta la década de 1960 sólo se habían identificado los otros dostipos de neutrinos. El Modelo Estándar para clasificar las partículas elementales requería la existencia de un tercer tipo de neutrino, el neutrino tau, como se demostró teóricamente en 1989. Actualmente se trabaja en la determinación de la masa de los neutrinos, así como en la mejora de su detección, ya que en su estudio puede estar una de las claves del conocimiento de la actividad estelar.Hadrones: Los hadrones no son en realidad partículas elementales, ya que tienen una estructura interna y pueden desintegrarse dando como productos otras partículas. Los podemos clasificar en dos tipos:
Mesones que son bosones (spin entero) e incluyen a los piones. Cuando se desintegran dan leptones y fotones.
Bariones que son fermiones (spin semientero) e incluyen, entre otras partículas, a los...